GELENEKSEL VE MODERN BAĞ EVİ ÖRNEKLERİNİN SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ

Transkript

1 İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ GELENEKSEL VE MODERN BAĞ EVİ ÖRNEKLERİNİN SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ YÜKSEK LİSANS TEZİ Aslı BALCIOĞLU Mimarlık Anabilim Dalı Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojileri Programı Yapı Mühendisliği Programı Tez Danışmanı: Öğr. Gör. Dr. Ş. Filiz AKŞİT Yrd. Doç. Dr. Gülten MANİOĞLU 03 Mayıs 2013 Anabilim Dalı : Herhangi Mühendislik, Bilim Programı : Herhangi Program

2

3

4

5 İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü nün numaralı Yüksek Lisans Öğrencisi Aslı BALCIOĞLU, ilgili yönetmeliklerin belirlediği gerekli tüm şartları yerine getirdikten sonra hazırladığı GELENEKSEL VE MODERN KAYSERİ BAĞ EVİ ÖRNEKLERİNİN SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ başlıklı tezini aşağıda imzaları olan jüri önünde başarı ile sunmuştur. Tez Danışmanı : Öğr. Gör. Dr. Ş. Filiz AKŞİT... İstanbul Teknik Üniversitesi Eş Danışman : Y. Doç. Dr. Gülten MANİOĞLU... İstanbul Teknik Üniversitesi Jüri Üyeleri : Prof. Dr. Gül KOÇLAR ORAL... İstanbul Teknik Üniversitesi Doç. Dr. Mustafa ÖZGÜNLER... Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi Y. Doç. Dr. Erdal YILDIZ... Aydın Üniversitesi Teslim Tarihi : 03 Mayıs 2013 Savunma Tarihi : 06 Haziran 2013 iii

6 iv

7 v Aileme,

8 vi

9 ÖNSÖZ Bu çalışmada, pasif soğutmayı etkileyen tasarım değişkenleri geleneksel konut dokusu üzerinden tüm yönleriyle incelenerek; geleneksel ve modern bağ evleri bu değişkenler doğrultusunda karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda bölgede yapılacak yeni bağ evleri için önerilerde bulunulmuştur. Bu tezin yürütücülüğünü yapan ve çalışmalarım sırasında değerli bilgi ve yardımları ile yanımda olan, düşünceleriyle çalışmalarıma yön veren saygıdeğer hocalarım Öğr. Gör. Dr. Filiz AKŞİT e ve Yrd. Doç. Dr. Gülten MANİOĞLU na teşekkür ederim. Mayıs 2013 Aslı BALCIOĞLU Şehir Plancısı & Mimar vii

10 viii

11 İÇİNDEKİLER Sayfa ÖNSÖZ... vii İÇİNDEKİLER... ix KISALTMALAR... xi ÇİZELGE LİSTESİ... xiii ŞEKİL LİSTESİ... xv ÖZET... xvii SUMMARY... xix 1. GİRİŞ Çalışmanın Amacı Çalışmanın Kapsamı Çalışmanın Yöntemi İKLİMSEL KONFOR VE SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ Kullanıcıya İlişkin Değişkenler İklime İlişkin Değişkenler İç iklime ilişkin değişkenler Dış İklime İlişkin Değişkenler Binaya ilişkin değişkenler SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMU AÇISINDAN TÜRKİYE DE FARKLI İKLİM BÖLGELERİNDEKİ GELENEKSEL KONUTLAR Sıcak İklim Bölgeleri Sıcak-Nemli İklim Bölgesi Sıcak-Kuru İklim Bölgesi Ilımlı İklim Bölgeleri Ilımlı-Nemli İklim Bölgesi Ilımlı-Kuru İklim Bölgesi ix

12 4. GELENEKSEL VE MODERN BAĞ EVİ ÖRNEKLERİNİN SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Kayseri Bağ Evlerinde Soğutma Enerjisi Korunumunda Etkili Olan Tasarım Değişkenlerinin Belirlenmesi Bağ evlerinin yer seçimi Bağ evlerinin formu Bağ evlerinin yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu Bağ evlerinin bina kabuğu optik ve termofiziksel özelliklerinin belirlenmesi Geleneksel ve Modern Bağ Evlerinde Soğutma Enerjisi Korunumunun Ölçümler Yoluyla Değerlendirilmesi Ölçümlere ilişkin özelliklerin belirlenmesi Ölçümlerin yapılması Ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesi Kayseri Bağ Evlerinin Soğutma Yüklerinin Modelleme Yoluyla Değerlendirilmesi Bağ evlerinin modellenmesi Soğutma yüklerinin hesaplanması Soğutma yüklerinin azaltılmasına yönelik iyileştirme alternatiflerinin belirlenmesi Modern bağ evi için önerilen iyileştirme alternatiflerine ait soğutma yüklerinin hesaplanması DEĞERLENDİRMELER VE SONUÇLAR KAYNAKLAR EKLER ÖZGEÇMİŞ x

13 KISALTMALAR ASHRAE : American Society of Heating, Refrigerating and Air- Conditionning Engineers Clo : Giysilerin ısı geçirme direnci CIBSE : Chartered Institution of Building Services Engineers C : Santigrat derece ECOTECT : Sustainable Building Design Software K : Kelvin derece MET : Metabolizma düzeyi SO : Saydamlık oranı TMY : Typical Meteorological Year U : Toplam ısı geçirme katsayısı W : Watt WMO : World Meteorological Organization xi

14 xii

15 ÇİZELGE LİSTESİ Sayfa Çizelge 2.1 : Belirli eylem türleri için metebolizma düzeyleri... 6 Çizelge 2.2 : Belirli tip giysilerin dirençleri Çizelge 3.1 : Sıcak nemli iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri Çizelge 3.2 : Sıcak kuru iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri Çizelge 3.3 : Ilımlı nemli iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri Çizelge 3.4 : Ilımlı kuru iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri Çizelge 4.1 : Geleneksel bağ evi bina kabuğu termofiziksel özellikleri Çizelge 4.2 : Geleneksel bağ evinde hacimlerin saydamlık oranları Çizelge 4.3 : Modern bağ evi bina kabuğu termofiziksel özellikleri Çizelge 4.4 : Geleneksel ve modern bağ evleri bina kabuğu termofiziksel özelliklerin karşılaştırılması Çizelge 4.5 : Modern bağ evinde hacimlerin saydamlık oranları Çizelge 4.6 : Geleneksel ve modern bağ evinde ölçüm yapılan hacimlerdeki saydamlık oranları Çizelge 4.7 : Soğutma yükünün azaltılmasına yönelik alternatifler Çizelge 4.8 : TS 825 e göre oluşturulmuş bina kabuğu detayları xiii

16 xiv

17 ŞEKİL LİSTESİ Sayfa Şekil 2.1 : Farklı iklim bölgeleri için arazi parçaları Şekil 2.2 : Hacimlerin yerleşmeye uygunluk dereceleri Şekil 3.1 : Türkiye nin derece gün bölgeleri Şekil 3.2 : Türkiye nin iklim bölgeleri (Zeren L. ve diğ.,1987) Şekil 4.1 : Bağ evlerinin Kayseri içindeki konumu Şekil 4.2 : Bağ evlerinin vaziyet planı Şekil 4.3 : Geleneksel bağ evi zemin ve 1. kat planı Şekil 4.4 : Geleneksel bağ evi kesiti Şekil 4.5 : Geleneksel bağ evi kuzey ve güney cepheleri Şekil 4.6 : Modern bağ evi zemin ve 1.kat planı Şekil 4.7 : Modern bağ evi kesiti Şekil 4.8 : Modern bağ evi kuzey, güney ve batı cepheleri Şekil 4.9 : Geleneksel bağ evi kuzey cephesi Şekil 4.10 : Geleneksel bağ evi güney cephesi Şekil 4.11 : Modern bağ evi batı cephesi Şekil 4.12 : Modern bağ evi güney cephesi Şekil 4.13 : Geleneksel bağ evi ölçüm noktaları Şekil 4.14 : Modern bağ evi ölçüm noktaları Şekil 4.15 : Hacimlerde yapılan iç hava sıcaklığı ölçüm değerleri Şekil 4.16 : Hacimlerde yapılan iç hava nemi ölçüm değerleri Şekil 4.17 : 31 Temmuz günü sıcaklık ölçüm değerleri Şekil 4.18 : Ecotect programında modellenen geleneksel bağ evi üç boyutlu görseli Şekil 4.19 : Ecotect programında modellenen modern bağ evi üç boyutlu görseli.. 47 Şekil 4.20 : Bağ evlerinde oluşan Ağustos ayı soğutma yükleri Şekil 4.21 : Modern bağ evi saydamlık oranlarının %50 oranında azaltılmış üç boyutlu görseli Şekil 4.22 : Modern bağ evinin beşik çatı ile oluşturulmuş üç boyutlu görseli Şekil 4.23 : Belirlenen alternatiflerin soğutma yüklerinin karşılaştırılması Şekil A.1 : Isıtmanın istenmediği dönemdeki karakteristik günlerde sıcaklık ölçümleri Şekil B.1 : Mayıs ayı iç hava sıcaklığı ölçüm değerleri Şekil B.2 : Haziran ayı iç hava sıcaklığı ölçüm değerleri Şekil B.3 : Temmuz ayı iç hava sıcaklığı ölçüm değerleri Şekil B.4 : Ağustos ayı iç hava sıcaklığı ölçüm değerleri xv

18 xvi

19 GELENEKSEL VE MODERN BAĞ EVİ ÖRNEKLERİNİN SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ ÖZET İlk insandan itibaren var olan yerleşme ihtiyacının temelinde, dış ortamın zorlayıcı iklim koşullarından korunma ihtiyacı vardır. Bu ihtiyaç doğrultusunda insanlar yerleşim yerlerini belirlerken su, güneş ve rüzgar gibi çevresel unsurlardan optimum yararlanmayı ana ilke olarak belirlemiştir. Öncelikli amaç yılın her döneminde (ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemlerde) konfor koşullarının sağlanmasıdır. Binalarda enerjinin çoğunluğu işletim döneminde iç mekânda kullanıcı konforunun sağlanması amacıyla kullanılmaktadır. İç mekân konfor koşullarının sağlanabilmesi için yapıların dış ortam koşullarının göz önünde bulundurularak tasarlanmış olması en büyük gerekliliktir. Anadolu da farklı karakteristik özelliklere göre belirlenmiş iklim bölgelerindeki tasarımlar incelendiğinde; ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemin baskınlığına göre tasarımda etken dönem belirlenmiş ve tasarımlar bu şekilde geliştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda zaman içinde şekillenen tasarımlar bulundukları bölgelere ait optimum durumları sağlamıştır. Sıcak nemli ve sıcak kuru iklim bölgelerinde ısıtmanın istenmediği dönem hâkim olup, ılımlı nemli ve ılımlı kuru iklim bölgelerinde ısıtma istenen döneme göre tasarımlar öncelik kazanmıştır. Ancak ılımlı nemli ve ılımlı kuru iklim bölgelerinde her ne kadar ısıtma istenen dönem tasarımda etken dönem olarak belirlense de, bu bölgelerde yaz aylarının aşırı sıcak etkisi göz ardı edilmemekte ve ısıtmanın istenmediği dönemlere de tasarımlarda önem verilmektedir. Son yıllarda özellikle ısıtmanın istenmediği dönemde, iç çevrede istenen iklimsel koşulların dış çevredekinden çok farklılık göstermesi sebebiyle soğutma enerjisi kullanımına duyulan ihtiyaç giderek artmaktadır. Bilindiği gibi, kullanıcının iklimsel konfor durumunda bulundurulmasının kullanıcı performansı ve iş verimi açısından önemi büyüktür. Bina içinde konfor koşullarının gerçekleştiği durumlarda insanın fizyolojik, fiziksel ve entelektüel performansı maksimum düzeye erişir. Bu nedenle, ısıtmanın istenmediği dönemde, soğutma enerjisinin kullanımında görülen artışa karşın; soğutma sistemlerinin ilk yatırım maliyetinin çok yüksek olması ve elektrik enerjisi kullanımının ve üretim maliyetinin yüksek boyutlara ulaşması yapma soğutma enerjisi harcamalarının minimum düzeye indirgenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu zorunluluk karşısında, ilk yatırım ve kullanım maliyetini minimuma indirgeyen pasif yollara başvurulmalıdır. xvii

20 Anadolu da iklim ve topografyayla uyumlu geleneksel binalarda görülen iklimsel tasarım örnekleri, günümüzün enerji etkin binalarının tasarlanmasına yardımcı olmalı ve binalarda konfor koşullarının sağlanmasında büyük paya sahip enerji kullanımının azaltılmasını sağlamalıdır. Ülkemizde farklı iklim bölgelerindeki geleneksel yerleşimler incelendiğinde; binalarda mimari tasarım ilkelerinin ve kullanılan malzemelerin bölgeden bölgeye farklılık gösterdiği, ancak geçmişten gelen bu tasarım bilincinin yakın geçmişte inşa edilen binalarda görülmediği tespit edilmiştir. Anadolu nun diğer bölgelerinde olduğu gibi, iklim, topoğrafya ve sosyal yaşantıya paralel olarak inşa edilen geleneksel Kayseri bağ evleri; büyük onarımlar gerektirmesi, bu işlemlerin pahalı ve zor olması gibi nedenlerden dolayı korunamamakta ve gün geçtikçe varlıklarını yitirmektedir. Geleneksel bağ evleri korunmamasına rağmen, yaz aylarında bağ evinde yaşama kültürü devam etmekte ve bu kültür yeni bağ evleri inşa edilerek sürdürülmektedir. Bu çalışma, Kayseri bağ evlerinin pasif soğutma ilkelerinin değerlendirilmesi açısından önem kazanmaktadır. Bu bağlamda geleneksel bağ evlerinin sahip olduğu değerin bina sahipleri ve yerel yönetim tarafından anlaşılması ve korunmasının sağlanması, diğer yandan Kayseri de hızla yapımı devam eden modern bağ evi tasarımlarına enerji etkinliği açısından ışık tutması beklenmektedir. Pasif soğutma ilkelerinin Kayseri bağ evleri üzerinden değerlendirilmesinde öncelikle benzer kullanım amaçları doğrultusunda inşa edilmiş, geleneksel ve modern bağ evleri seçilmiştir. Bağ evlerinin seçimi ile birlikte, belirlenen hacimlerde ölçme yöntemi kullanılmış ve ısıtmanın istenmediği dönemde saatlik sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca her iki bağ evi dijital ortamda modellenmiş ve belirlenen hacimlerin soğutma yükleri hesaplanmıştır. İki bağ evi için elde edilen ölçümler ve soğutma yükleri karşılaştırılmıştır. Sıcaklık ölçümlerinden gelen mevcut verilere göre iki bağ evi arasındaki ilişki irdelenmiş ve bu doğrultuda modelleme ile elde edilen soğutma yükleri sonuçlarına göre karşılaştırılarak değerlendirme yapılmıştır. Sonuç olarak, geleneksel bağ evinin bina kabuğunun istenen konfor şartlarını sağlayacak özelliklere sahip olduğu, modern bağ evinin bina kabuğunda ise iyileştirmeler yapılması gerekliliği ortaya çıkmıştır. xviii

21 THE EVALUATION OF TRADITIONAL AND MODERN SUMMER HOUSE SAMPLES IN TERMS OF DESIGN PARAMETERS WHICH ARE EFFECTIVE IN COOLING ENERGY SAVINGS SUMMARY The requirement of protecting from the external environment s challenging climatic conditions is being existed from the primitive men s settlement needs. According to these requirements, men always aim to benefit from water, sun and wind on optimal conditions. In every period of the year (required heating period and rejected heating period) the primary goal is to provide comfort conditions. The majority of energy usage in buildings is produced in order to ensure the comfort of the users in the interior space. The buildings must be designed considering the external environment for providing the internal comfort conditions. According to the different climate regions of Anatolia, the characteristic features designs are examined based on the dominance of the required heating period ant the rejected heating period and designs have been developed in this way. For this purpose, the optimum conditions of the regions in which design has shaped over time. On hot-humid and hot-dry climate regions desired heating period is dominated, and on mild-moist and mild-dry climate regions, compared to the desired heating period designs takes precedence. However, although mild, moist and mild-dry climate regions are determined as the time factor in the design of required heating period, ignoring the effect of these regions are not too hot in the summer and heating designs, attention is paid to the rejected heating periods. In rejected heating periods, especially in the last few years, the desired climatic conditions in interior areas vary from outside environment conditions, due to this case the need for the use of cooling energy is increasing by degrees. As we know, keeping the user in comfort affects the user s performance and work efficiency. When comfort conditions occur in building, human physiological, physical and intellectualist performance reaches to the maximum level. Therefore, in the rejected heating period, despite the increase in the use of cooling energy; high cooling system s initial investment, electricity use and high cost of production necessitates makes cooling energy expenditure to a minimum in compulsory. With this compulsory, to decrease the initial investment and operating costs man must consult to passive designs. xix

22 The examples of climatic design compatible with the climate and topography that seen in Anatolia, should assist in the design of today's energy-efficient buildings and reduce energy use in buildings to provide comfort conditions. In our country, when the traditional settlements in different climatic regions are examined, it can be seen that the principles of architectural design and the materials used in buildings differ from region to region. But the awareness of these different designs for different climate regions couldn t be reached to the recent years. As in other regions of Anatolia; the summer houses in Kayseri that built in parallel to the climate, topography and social life cannot be conserved due to the high repairing costs and its difficulties, and so the houses lose assets day by day. Although traditional summer houses cannot be conserved, in Kayseri the culture of living in summer houses is continuing with building new ones. This study is important for the evaluation of the principles of passive cooling strategies in Kayseri summer houses. In this context, the building owners and local government should be aware of the value of the traditional summer houses in Kayseri. On the other hand, with this study its expected to shed light on the ongoing construction of new summer houses with the achieved datas from the traditional summer houses. While evaluating the passive cooling principles on the Kayseri s summer houses, primarily same purposed built traditional and modern summer houses have been selected. With the selection of houses, in the rejected heating period, in the selected rooms of houses hourly temperature measurements were made. In addition to measurements, houses were modeled digitally and cooling loads were calculated. For both of the houses temperatures measurements and cooling loads were compared. According to the data, the relationship between two houses was examined and with the reached cooling loads, houses were compared and summarized. Finally, it s seen that the traditional summer houses building envelope provides the comfort conditions but the modern houses building envelope doesn t and should be improved in accordance with the necessities. Even though the traditional summer houses building envelope details are unproper with the U values in TS 825 (the regulation of thermal insulation on buildings) and higher than the values in it, it s air temperature is lower than the values of the modern summer house, and also it has little or no cooling energy consumption provided. Traditional houses existing cooling loads are lower than the improved (with the datas taken from the TS 825) modern summer houses cooling loads. When all of the datas are considered, for ensuring the internal climate comfort conditions and reducing the cooling loads; Reducing the direct solar radiation with reducing the transparency rate of volumes which are directed to the southern directions that gains so much solar radiation, To build some parts of the buildings in the earth where is cooler than the outside air tempereature in rejected heating periods, In the organisation of volumes there should be association with semi-open spaces, xx

23 can be seen. To prevent the unwanted solar heat gains, solar control (moving) elements should be used in front of windows, In the rejected heating period, the values that determined in TS 825 (the regulation of thermal insulation on buildings) are inadequate and ineffective xxi

24

25 1. GİRİŞ İlk insandan itibaren var olan yerleşme ihtiyacının temelinde, dış ortamın zorlayıcı iklim koşullarından korunma ihtiyacı vardır. Bu ihtiyaç doğrultusunda insanlar yerleşim yerlerini belirlerken su, güneş ve rüzgar gibi çevresel unsurlardan optimum yararlanmayı ana ilke olarak belirlemiştir. Öncelikli amaç yılın her döneminde (ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemlerde) konfor koşullarının sağlanmasıdır. Binalarda enerjinin çoğunluğu işletim döneminde iç mekânda kullanıcı konforunun sağlanması amacıyla kullanılmaktadır. İç mekân konfor koşullarının sağlanabilmesi için yapıların dış ortam koşullarının göz önünde bulundurularak tasarlanmış olması en büyük gerekliliktir. Anadolu da farklı karakteristik özelliklere göre belirlenmiş iklim bölgelerindeki tasarımlar incelendiğinde; ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemin baskınlığına göre tasarımda etken dönem belirlenmiş ve tasarımlar bu şekilde geliştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda zaman içinde şekillenen tasarımlar bulundukları bölgelere ait optimum durumları sağlamıştır. Sıcak nemli ve sıcak kuru iklim bölgelerinde ısıtmanın istenmediği dönem hâkim olup, ılımlı nemli ve ılımlı kuru iklim bölgelerinde ısıtma istenen döneme göre tasarımlar öncelik kazanmıştır. Ancak ılımlı nemli ve ılımlı kuru iklim bölgelerinde her ne kadar ısıtma istenen dönem tasarımda etken dönem olarak belirlense de, bu bölgelerde yaz aylarının aşırı sıcak etkisi göz ardı edilmemekte ve ısıtmanın istenmediği dönemlere de tasarımlarda önem verilmektedir. Son yıllarda özellikle ısıtmanın istenmediği dönemde, iç çevrede istenen iklimsel koşulların dış çevredekinden çok farklılık göstermesi sebebiyle soğutma enerjisi kullanımına duyulan ihtiyaç giderek artmaktadır. Bilindiği gibi, kullanıcının iklimsel konfor durumunda bulundurulmasının kullanıcı performansı ve iş verimi açısından önemi büyüktür. Bina içinde konfor koşullarının gerçekleştiği durumlarda insanın fizyolojik, fiziksel ve entelektüel performansı maksimum düzeye erişir. Bu nedenle, ısıtmanın istenmediği dönemde, soğutma enerjisinin kullanımında görülen artışa 1

26 karşın; soğutma sistemlerinin ilk yatırım maliyetinin çok yüksek olması ve elektrik enerjisi kullanımının ve üretim maliyetinin yüksek boyutlara ulaşması yapma soğutma enerjisi harcamalarının minimum düzeye indirgenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu zorunluluk karşısında, ilk yatırım ve kullanım maliyetini minimuma indirgeyen pasif yollara başvurulmalıdır. Anadolu da iklim ve topografyayla uyumlu geleneksel binalarda görülen iklimsel tasarım örnekleri, günümüzün enerji etkin binalarının tasarlanmasına yardımcı olmalı ve binalarda konfor koşullarının sağlanmasında büyük paya sahip enerji kullanımının azaltılmasını sağlamalıdır. 1.1 Çalışmanın Amacı Ülkemizde farklı iklim bölgelerindeki geleneksel yerleşimler incelendiğinde; binalarda mimari tasarım ilkelerinin ve kullanılan malzemelerin bölgeden bölgeye farklılık gösterdiği, ancak geçmişten gelen bu tasarım bilincinin yakın geçmişte inşa edilen binalarda görülmediği tespit edilmiştir. Anadolu nun diğer bölgelerinde olduğu gibi, iklim, topoğrafya ve sosyal yaşantıya paralel olarak inşa edilen geleneksel Kayseri bağ evleri; büyük onarımlar gerektirmesi, bu işlemlerin pahalı ve zor olması gibi nedenlerden dolayı korunamamakta ve gün geçtikçe varlıklarını yitirmektedir. Geleneksel bağ evleri korunmamasına rağmen, yaz aylarında bağ evinde yaşama kültürü devam etmekte ve bu kültür yeni bağ evleri inşa edilerek sürdürülmektedir. Bu çalışma, Kayseri bağ evlerinin pasif soğutma ilkelerinin değerlendirilmesi açısından önem kazanmaktadır. Bu bağlamda geleneksel bağ evlerinin sahip olduğu değerin bina sahipleri ve yerel yönetim tarafından anlaşılması ve korunmasının sağlanması, diğer yandan Kayseri de hızla yapımı devam eden modern bağ evi tasarımlarına enerji etkinliği açısından ışık tutması beklenmektedir. 1.2 Çalışmanın Kapsamı Bu çalışma beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde; çalışmanın amacı, kapsamı ve yöntemi açıklanmaktadır. 2

27 İkinci bölümde; çalışmada değerlendirilen soğutma enerjisi korunumunda etkili olan tasarım değişkenleri açıklanmaktadır. Üçüncü bölümde; Türkiye de farklı iklim bölgelerindeki geleneksel konutlarda soğutma enerjisi korunumunda etkili olan tasarım değişkenleri açıklanmıştır. Dördüncü bölümde; Kayseri bağ evlerinde pasif soğutma ilkeleri geleneksel ve modern örnekler yardımıyla değerlendirilmiştir. Beşinci bölümde ise; elde edilen sonuçlar tartışılmış ve değerlendirme sonucu geliştirilen öneriler sunulmuştur. 1.3 Çalışmanın Yöntemi Pasif soğutma ilkelerinin Kayseri bağ evleri üzerinden değerlendirilmesinde öncelikle benzer kullanım amaçları doğrultusunda inşa edilmiş, geleneksel ve modern bağ evleri seçilmiştir. Bağ evlerinin seçimi ile birlikte, belirlenen hacimlerde ölçme yöntemi kullanılmış ve ısıtmanın istenmediği dönemde saatlik sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca her iki bağ evi dijital ortamda modellenmiş ve belirlenen hacimlerin soğutma yükleri hesaplanmıştır. İki bağ evi için elde edilen ölçümler ve soğutma yükleri karşılaştırılmıştır. Sıcaklık ölçümlerinden gelen mevcut verilere göre iki bağ evi arasındaki ilişki irdelenmiş ve bu doğrultuda modelleme ile elde edilen soğutma yükleri sonuçlarına göre karşılaştırılarak değerlendirme yapılmıştır. 3

28 4

29 2. İKLİMSEL KONFOR VE SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ İklimsel konfor, belirli bir eylem gerçekleştirmekte olan insanın, bedensel ve zihinsel performansını en az enerji sarf ederek istenen düzeyde gerçekleşmesi olarak özetlenebilir (Yıldız, 1989). İnsan sağlığında ve konforunda sürekliliğin sağlanması için iklimsel konfor şartlarının bina içerisinde gerçekleştirilmesi zorunludur. Bina içinde konfor şartları gerçekleştiği durumlarda, insanın ruhsal, fiziksel ve sosyal performansı en üst düzeye erişir. Bu nedenle, binaların tasarım sürecinde konfor koşullarının sağlanması her zaman öncelikli hedeflerden biri olmuştur. İklimsel koşulların aşırı etkilerinden korunmak için bina inşa etmek zorunda kalan insanlar, kendiliğinden gelişen bir süreç içinde iklimsel verileri esas alarak tasarımlar yapmışlardır. İklimsel konforun oluşmasında etkili olan değişkenler; kullanıcıya ilişkin değişkenler, iklime ilişkin değişkenler ve binaya ilişkin değişkenler olarak üç gruba ayrılmaktadır. 2.1 Kullanıcıya İlişkin Değişkenler Kullanıcıya ilişkin değişkenler; Irk, yaş, cinsiyet, aktivite düzeyi ve giysi türü gibi kullanıcı niteliğine ve durumuna ilişkin değişkenler, Ortalama vücut sıcaklığı, deri sıcaklığı, terleme miktarı, kalp atışı, görülür terleme, termal duygu veya hissediş gibi fizyolojik değişkenler olmak üzere ikiye ayrılmaktadır (Oral ve Manioğlu, 2005). Aktivite düzeyi ve giysi türü iklimsel konfor koşulları üzerinde etkili olan değişkenlerdendir. 5

30 Aktivite düzeyi Aktivite düzeyi, insan vücudunun aldığı yiyecekleri yakarak birim zamanda ürettiği metabolizma düzeyi olarak adlandırılan enerji miktarını etkileyen en önemli kişisel değişkenlerden biridir. İnsan vücudunda birim alandan birim zamanda üretilen enerji miktarı (metabolizma düzeyi) çoğu kez MET birimi ile ifade edilmektedir. İnsanın yaptığı eylem doğrultusunda metabolizma düzeyi yani MET değeri değişmektedir. 1 MET 58.2 W/m 2 değerindedir (Yılmaz ve diğ, 2006). ASHRAE standartlarından alınan ve belirli eylem türleri için metabolizma düzeyleri Çizelge 2.1 de verilmiştir. Çizelge 2.1: Belirli eylem türleri için metabolizma düzeyleri (ASHRAE Standart 55-81, 1981). Eylem Türü Metabolizma Düzeyi ( MET ) Yatarak dinlenme 0.8 İş yapmadan oturma 1.0 Oturarak yapılan işler (okulda, ofiste, evde vb.) 1.2 Ayakta iş yapmadan durma 1.2 Ayakta hafif işler yapma (alışveriş vb.) 1.6 Ayakta orta ağırlıkta iş yapma (tezgâhtarlık vb.) 2.0 Ayakta ağır iş yapma 3.0 Giysi türü Giysiler insanla bulundukları çevre arasında bir yalıtım oluşturduklarından dolayı ısı yalıtım direncine sahiplerdir. Dolayısıyla dış çevreyle kişi arasında olan ısı transferini belirler ve kişinin ortamdaki iklimsel konfor koşullarını algılamasında etkilidir. Giysilerin ısı geçirme dirençleri Clo denilen bir değerle ifade edilir ve 1 Clo m 2 / W değerindedir (Yılmaz ve diğ, 2006). Giysilerin ısı geçirme dirençleri Çizelge 2.2 de verilmiştir. 6

31 Çizelge 2.2: Belirli tip giysilerin dirençleri (ASHRAE Standart 55-81, 1981). Giysi Tipi Isı Geçirme Direnci ( Clo ) Kışlık Giysiler ( 0.90 ) Yazlık Giysiler ( 0.50 ) Mevsimlik Giysiler (0.70) 2.2 İklime İlişkin Değişkenler İklim, bölgeye ve zamana bağlı olarak meydana gelen, başta güneş olmak üzere güneş ışınımının fonksiyonu olan hava hareketleri, hava sıcaklığı ve hava nemi gibi diğer iklim elemanlarının ortaya koyduğu atmosferik olaylar olarak tanımlanmaktadır. Doğal ve yapma çevrede meydana gelecek değişiklikler iklim elemanlarını etkilemektedir. Bu iklim elemanları aşağıda tanımlanan şekilde açıklanabilir (Yılmaz ve diğ, 2006) İç iklime ilişkin değişkenler İç hava sıcaklığı İç hava sıcaklığı, iç ortamın kuru termometre sıcaklığıdır ve kullanıcının çevresiyle taşınım yoluyla yaptığı ısı alışveriş miktarını etkileyen önemli bir değişkendir. Kullanıcı ile çevresi arasındaki ısı taşınımı, vücut yüzey sıcaklığı ile hava sıcaklığı dengeleninceye kadar devam etmektedir. Bunun sonucunda sağlanan vücut yüzey sıcaklığı, kullanıcının iklimsel açıdan konforda olup olmadığının en önemli göstergesidir (Manioğlu, 1995). İç hava nemliliği İç hava nemi, kullanıcının cildinden su buharı difüzyonu ile cildin yüzeyinden terin buharlaşması ile ve solunum ile vücuttan kaybedilen ısı miktarında etkilidir (Manioğlu, 1995). 7

32 İç yüzey sıcaklığı İç yüzey sıcaklığı, ışınım yoluyla kullanıcının çevresi ile ısı alışveriş miktarını etkilemektedir. Bu alışverişte kullanıcının mekândaki konumu ve duruş biçimi de önemlidir. Açık mekânlarda güneş ışınımı, kapalı mekânlarda ise yüzey sıcaklıkları dikkate alınmaktadır İç hava hareketi İç hava hareketi, vücuttan buharlaşma ve taşınımla ısı kaybedilmesinde etkilidir. Hava hareketinin hızı da ısı taşınımı katsayısını değiştirdiğinden, ısı geçişi miktarını etkilemektedir Dış İklime İlişkin Değişkenler Güneş ışınımı Güneş ışınımı, havanın toprağın ve çevredeki diğer cisimlerin ısınmalarına sebep olarak, sıcaklık değişimlerine neden olmaktadır. Bir yapı yüzeyini etkileyen güneş ışınımı; direkt, yaygın ve yansımış olmak üzere üç ayrı bileşenden oluşur. Yüzeyin aldığı direkt güneş ışınımı yöreye, zamana ve yönlere göre değişim göstermektedir. Yeryüzüne ulaşan güneş ışınım şiddeti; atmosfer koşulları, güneş sabiti, bulunulan yerin deniz yüzeyinden olan yüksekliği, güneşin yükseliş açısı, güneşin azimut açısı, güneşin geliş açısı gibi etkenlere bağlı olarak değişmektedir (Karagözlü, 2006). Mimarlık çalışmalarında 10 yıllık güneş ışınımı değerleri kullanılmaktadır. Güneş ışınımının direk bileşeni doğrusal olduğundan, farklı yönlere bakan güneş ışınımı şiddeti de farklı olacaktır. Bu nedenle binaların güneş ışınımından kazandığı ısı miktarı, binanın dış duvarına baktığı yönün bir fonksiyonudur ve binadaki iklimsel konforu etkileyen önemli bir faktördür (Berköz, 1983). Dış hava hareketleri Rüzgâr Rüzgâr, atmosferik basınç farklılıklarından kaynaklanan bir hava akımıdır. Bu atmosferik basınç farklarına, hava kütleleri arasındaki yoğunluk farkları, yoğunluk farklarına ise sıcaklık farkları yol açmaktadır. Hava akımlarının yönünü basınç bölgelerinin yeri, hızını ise basınç farkı miktarları belirlemektedir (Karagözlü, 2006). 8

33 Rüzgâr, iklimsel konfor açısından kontrol edilmesi güç bir elemandır. Binaların ve yerleşmelerin yönlendirilmesinde hâkim rüzgâr yönü ve şiddeti mutlaka dikkate alınmalıdır. Mimarlık çalışmalarında en az 20 yıllık ortalama rüzgâr verilerine gerek duyulmaktadır. Dış hava sıcaklığı Dış hava sıcaklığı; güneşin geliş açısına ve atmosfer koşullarına bağlı olarak değişen, kuru termometrenin belirlediği değerdir. Aynı enlemde yer alan, diğer bir deyişle aynı güneş geliş açısına sahip olan yerleşim alanlarında yıllık sıcaklık ortalamaları farklılık gösterir. Bu durum, bulunulan yerin yüksekliği, güneş ışınımının şiddeti, zeminin niteliği, hava hareketleri ve deniz akıntılarının yönü ve şiddeti gibi değişkenlerden kaynaklanmaktadır. Mimarlık çalışmalarında 10 yıllık ortalama dış hava sıcaklığı değerleri ele alınmaktadır (Özdemir, 2005). Dış hava nemi Dış hava nemliliği; yeryüzündeki çeşitli kaynaklardan buharlaşarak havaya karışan su miktarının buhar basıncı veya oran olarak ifade edilmesidir. Havadaki su buharı miktarı, sıcaklık, rüzgâr, hava basıncı vb. ile değişmektedir. Dış hava nemliliği, yağış miktarı ve buharlaşma üzerinde etkilidir. İklim bölgelerine bağlı olarak yerleşme ölçeğinde, binaların ve yerleşmelerin nemden faydalanacak veya nemden korunacak şekilde tasarlanmaları gerekmektedir. Mimarlık çalışmalarında 10 yıllık ortalama bağıl nem değerleri ele alınmaktadır. 2.3 Binaya ilişkin değişkenler Enerji etkin bina tasarımı, tasarımcının binanın enerji gereksinimlerini azaltmaya yönelik iklimle dengeli tasarım değişkenlerine dair doğru kararlar alabilmesiyle olanaklıdır (Dörter,1994). Çeşitli ölçeklerde ele alınabilecek binalarda, iklimsel konfor koşullarını sağlayabilmek için, doğal çevrenin iklimsel karakteristiğine (ısıtmanın istendiği ve istenmediği döneme) bağlı olarak gereksinme duyulan enerjiyi karşılayabilmek için, yapma çevrenin kendisi bir pasif iklimlendirme sistemi olarak tasarlanmalıdır (Zeren, L. ve diğ., 1987). 9

34 Isıtma, soğutma ve iklimlendirme enerjisi korunumunda rol oynayan yapma çevreye ilişkin başlıca tasarım değişkenleri olarak, Binanın bulunduğu yer, Bina aralıkları, Binanın yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu, Bina formu, Bina kabuğu optik ve termofiziksel özellikleri, Güneş kontrol elemanları, Doğal vantilasyon düzeni, ele alınabilir. Dış iklim durumunun, iç çevre iklim koşullarının oluşumundaki etkililik derecesi bu değişkenlerin değerlerine bağlıdır. Dolayısıyla bu değişkenler iç iklim durumu ve iklimlendirme yüklerinin belirleyicileri olmak gibi ortak bir niteliğe sahiptirler. Bu niteliklerden ötürü, söz konusu değişkenler binaların pasif ısıtma, soğutma ve iklimlendirme işlevini yüklenmesini olanaklı kılarlar. Binaların ve yerleşme birimlerinin enerji etkin olarak tasarlanmaları bu değişkenler için önerilecek uygun değerler aracılığıyla yapılabilir (Zeren, L. ve diğ., 1987). Binanın bulunduğu yer Kullanıcıların iklimsel konfor ihtiyaçlarını minimum enerjiyle karşılayabilecek iç iklim koşullarını sağlayan bina, iklimsel konfor ve enerji etkinliği açısından en uygun binadır. Bina, dış çevre iklim koşullarının etkisini hafifleterek bina içi çevreye aktarma görevini üstlenir (Manioğlu, 2002). Dış iklim koşullarına bağlı olarak, bina iç ikliminin oluşmasında; binanın bulunduğu yer, yönlendiriliş durumu, diğer binalara göre konumu, bina formu ve bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleri gibi değişkenler doğrudan etkilidir. İklimsel konfor ve enerji etkinliği için, tasarım aşamasında bu değişkenler birbiriyle ilişkilendirilerek en uygun değerleri belirlenmelidir (Yılmaz, Koçlar Oral, Manioğlu, 2000). 10

35 Yamaçlardaki yerleşmeler için uygun yer seçiminde öncelikle termal kuşak belirlenmelidir. Termal kuşak iklimsel etkiler açısından, her yamaç için yamacın en ılımlı olma niteliğine sahip parçasıdır. Ayrıca termal kuşak, herhangi bir yörede en düşük kot sayılabilecek vadi tabanı ile en yüksek kot sayılabilecek tepe arasında kalan kota sahip yamaçlar olarak ifade edilebilir. Arazi parçasının termal kuşağa bağlı olarak konumunun belirlenmesinde ele alınacak ilkeler iklim bölgelerine göre aşağıda açıklanmıştır. Ilımlı iklim bölgelerinde, ısıtmanın istendiği dönemde maksimum güneş ışınımı kazancını sağlayan yön ve eğim kombinezonunu gerçekleştiren arazi parçası yerleşme açısından uygundur. Rüzgardan kış aylarında, fazla nemliliği ve hava kirliliğini dağıtmada yararlanılabilir. Rüzgar, güneş ışınımı ve hava sıcaklığının etkisini azalttığından ısıtmaya ihtiyaç duyulan dönemde, rüzgârdan korunmak gerekir. Termal kuşakta rüzgar etkileri maksimum düzeyde değildir. Rüzgarın tepedeki etkisi maksimum olur. Yer yüzeyinden uzaklaştıkça rüzgârın hızı artar. Ayrıca tepelerde rüzgârın hızını kesecek doğal engeller de yoktur. Bu nedenle termal kuşak ılımlı iklim bölgeleri için en uygun yerleşme noktalarıdır. Ilımlı nemli iklim bölgelerinde yaz aylarında nemliliğin yarattığı konforsuzluğu dağıtma açısından rüzgâra ihtiyaç duyulmaktadır. Ilımlı kuru iklim bölgelerinde ise rüzgârın iklimsel konforu restore edici bir etkisi yoktur. Nem oranını yükseltmek gerekir. Bu nedenle ılımlı nemli iklim bölgeleri için termal kuşağın üst noktaları, ılımlı kuru iklim bölgeleri için ise termal kuşağın alt noktaları en uygun yerleşme noktalarıdır. Sıcak kuru iklim bölgelerinde, ısıtmanın istendiği dönemde arazinin güneş ışınımı kazancı maksimum, istenmediği dönemde minimum olmalıdır. Bu iklim bölgesinde rüzgardan korunmak (ancak rüzgarın karakteri değiştirilebiliyorsa yararlanmak) gerekir. Rüzgârdan hava kirliliğini dağıtmada yararlanılabilir. Sıcak kuru iklim bölgeleri için en uygun yerleşme alanları vadi tabanlarıdır. Sıcak nemli iklim bölgelerinde, nemin yarattığı konforsuzluğu önlemede rüzgârdan maksimum yararlanılmalıdır. Yerleşme dokusu seyrek ve rüzgâra açık olmalıdır. 11

36 Bu nedenle tepelere yerleşmek uygun olmaktadır (Oral, 2010). Şekil 2.1 de, yukarıda anlatılan bilgiler doğrultusunda, farklı iklim bölgelerine göre, kuramsal bir arazi üzerinde uygun yerleşim alanları gösterilmektedir. Şekil 2.1: Farklı iklim bölgeleri için arazi parçaları. Bina aralıkları Binalar, aralarındaki aralıklara, yüksekliklerine ve birbirlerine göre olan konumlarına bağlı olarak, birbirleri için güneş ışınımı ve rüzgâr engelleri olarak işlev görebilirler. Bu nedenle güneş ışınımının ısıtıcı etkisinden pasif ısıtma ve iklimlendirmede yararlanma veya kaçınma, binalar arasındaki açık mekânların ölçülerinin bir fonksiyonudur. Güneş ışınımı bir engele çarptığında (örneğin çevredeki bir bina) engelin etrafında, gün boyunca güneşin açısal durumuna bağlı olarak, bu engelin yaratacağı gölgelenmiş alanda boyutsal değişimler olacaktır. Güneş ışınımının cepheleri en üst yeğinlikte etkilemesi istendiğinde bina aralıkları, komşu (veya çevre) binaların verdiği en uzun gölgeli alan derinliğine eşit ya da bu gölge derinliğinden daha fazla olmalıdır. Güneş kazanımlarını azaltan faktörler arasında çevre engeller nedeniyle bina dış kabuğunda oluşan gölge etkileri önemli yer tutmaktadır. Gölge alanları azaltıldığı takdirde, güneş alan yüzeylerde, ısıl kazancı arttırmakta olan direk ışınımda, yaygın ışınım ve yansımalı ışıma ile birlikte etki edecektir. (Ok ve Bayraktar, 2009). Bu sebeple gölge miktarının düşürülmesi güneş kazanımlarını arttırırken, tam tersi bir durum olarak da binalar üzerindeki gölgeli alanların arttırılması ısıtma istenmeyen dönem için ağırlık verilen tasarımlarda önemli bir ilkedir. 12

37 Güneşin gün boyunca cephelere göre açısal konumu yönlere bağlı olarak değişim gösterdiğinden, uygun bina aralıklarının da bina dizilerinin yönlendirilişlerine göre değişim göstereceği açıktır. Binalar arasındaki uzaklıklar, binaların birbirlerinin güneş ışınımı kazançlarını ve yararlı rüzgâr etkilerini engellemeyecek şekilde belirlenmelidir. Daha önce de değinildiği gibi, binalar birbirleri için güneş engelleri olduğu kadar rüzgâr engeli olarak da işlev görürler. İstenen iç rüzgâr hızının sağlanabilmesi açısından gerekli olan dış tasarım rüzgâr hızı, bina aralıklarına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Bina aralıkları azaldıkça dış tasarım rüzgar hızı da azalmaktadır (Berköz ve diğ.,1995). Binanın yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu Güneş ışınımı ve rüzgâr gibi dış iklim elemanları yöne göre değişim gösterirler. Güneş ışınımının ısıtıcı ve rüzgârın serinletici etkisi yöne (veya binaların yönlendiriliş durumuna) göre değişmektedir. Ayrıca binaların yönlendiriliş durumlarına bağlı olarak, binayı çevreleyen kabuk elemanının dış yüzeyindeki güneş ışınımı yeğinliği ve dolayısıyla kabuğun birim alanından geçen ısı miktarı değişkenlik göstermektedir. Dolayısıyla binalarda iklimsel konfor koşullarının sağlanmasında yönlendiriliş durumu önemli bir değişkendir (Berköz ve diğ.,1995). Rüzgârın serinletici etkisinin daha öncelikli olduğu iklim bölgelerinde, hâkim rüzgar yönü binanın yönlendiriliş durumu için temel alınır. Bu da genellikle, binanın uzun cephesinin bu yöne bakacak şekilde konumlandırılmasını gerektirmektedir. Güneş ışınımı ve rüzgârın konfor koşullarına etkisi, binanın yönlendiriliş durumu aracılığıyla optimize edilebilmektedir (Özdemir, 2005). Rüzgârdan yararlanırken güneşten korunmak gerektiği durumlarda da, güneş kontrol elemanlarına başvurulmaktadır. Hacim organizasyonu da, iklimsel konfor açısından enerji tüketiminin minimize edilmesini sağlamak için uygun bir şekilde yapılmalıdır. Bina ve hacimlerin yönlendiriliş durumunun optimum değerlere sahip olması için hacimleri öngörülen değerler çerçevesinde gruplamak gerekebilir. Bina içinde yer alan hacimler ele alındığında yaşama, yatak odaları ve mutfak gibi hacimleri I. derece hacimler; banyo, 13

38 tuvalet gibi ıslak hacimleri ve merdiven birimi gibi sirkülasyon hacimlerini II. derece hacimler olarak kabul etmek olanaklıdır. Fonksiyonel açıdan 1. derecede olan mekanlar (kullanıcı sayısı en fazla olan ve gün içerisinde en fazla kullanılan mekanlar) ve binaların geniş yüzeyleri optimum yönlere (güney ve güneye yakın yönler) gelecek şekilde düzenlenmelidir. Fonksiyonel açıdan 2. derece olan mekânlar ise diğer yönlere (doğu ve batı) yerleştirilmelidir. Servis hacimleri, dış yüzeylere, gerektiğinde tampon oluşturacak şekilde yerleştirilmelidir. Hacimlerin direkt güneş ışınımı kazancı açısından yerleşmeye uygunluk dereceleri Şekil 2.2 de verilmiştir. Bu durumda bölgeleri güneş ışınımı kazancı açısından I, II, III ve IV bölge olarak sıralamak mümkündür. Şekil 2.2: Hacimlerin yerleşmeye uygunluk dereceleri (Berköz ve diğ., 1995). Binanın formu Bina formu; biçim faktörü, bina yüksekliği, çatı türü (düz, beşik, kırma), çatı eğimi ve cephe eğimi gibi geometrik değişkenler ile tanımlanabilir. Binanın yatay ve düşey doğrultudaki boyutları, bina kabuğunun yüzey alanını belirlemektedir. Taban alanları aynı ancak farklı formlara sahip binaların dış cephe alanları farklı olacağından, bu binaların yüzeylerinde gerçekleşecek olan ısı geçişleri de farklı olacaktır (Yılmaz, Koçlar Oral, Manioğlu, 2000). Enerji etkin bina tasarımı sürecinde, iklim koşullarına en uygun ve en az enerji harcamalarını gerçekleştirecek bina formunun seçilmesi önemlidir. 14

39 Bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleri Bina kabuğu, binayı dış iklim koşullarından koruyarak iç ve dış ortamı birbirinden ayıran saydam ve opak bileşenlerden oluşur. Bir binanın çevresiyle yaptığı ısı alışverişinin neredeyse tamamı bina kabuğu yoluyla gerçekleşmektedir. Bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleri, birim alandan dış hava sıcaklığı ve güneş ışınımı etkileri ile kazanılan ve kaybedilen ısı miktarını belirlemektedir. Kabuğun saydam ve opak yüzeylerinden geçen ısı miktarı, iç hava sıcaklığını ve iklimsel konforu, dolayısıyla da ısıtma ve iklimlendirme için harcanacak enerji miktarını etkilemektedir. Bina kabuğunun optik özellikleri; Güneş ışınımına karşı yutuculuk, yansıtıcılık ve geçirgenlik katsayıları (, Termofiziksel özellikleri ise; Toplam ısı geçirme katsayısı (U) Saydamlık oranı (SO) Zaman geciktirmesi (Φ) Genlik küçültme faktörü (φ) olarak sıralanabilir. Yutuculuk, yansıtıcılık ve geçirgenlik katsayıları, kabuğun opak ve saydam bileşenleri tarafından yutulan, geçirilen ve yansıtılan güneş ışınımı miktarlarının, opak ve saydam bileşenlerin dış yüzeylerine gelen güneş ışınımına oranıdır. Binanın dış yüzeyindeki güneş ışınımı, bileşenin yutuculuk, yansıtıcılık ve geçirgenlik özelliklerine bağlı olarak güneş ısısı kazancına dönüşür (Berköz ve diğ., 1995). Saydam bileşenler için; (2.1) a c : saydam bileşenin yutuculuk katsayısı 15

40 r c : saydam bileşenin yansıtıcılık katsayısı : saydam bileşenin geçirgenlik katsayısı Opak bileşenler için ise; (2.2) a o r o : opak bileşenin yutuculuk katsayısı : opak bileşenin yansıtıcılık katsayısı bağıntılarıyla ifade edilirler (Berköz ve diğ., 1995). Yüzey rengi, bina kabuğunun yutuculuk ve yansıtıcılık özelliklerini etkilediğinden, kabukta gerçekleşecek ısı alışverişinde değişime sebep olmaktadır. Toplam ısı geçirme katsayısı (U), bina kabuğunun iç ve dış tarafında etkili olan hava sıcaklıkları arasındaki fark 1 K iken, 1 m 2 alandan, bu alana dik doğrultuda 1 saatte geçen toplam ısı miktarıdır (Yılmaz, Koçlar Oral, Manioğlu, 2000). (2.3) bağıntısıyla hesaplanır. Bu bağıntıda; U o : opak bileşenin toplam ısı geçirme katsayısı, W/m 2 K α i, α d : iç ve dış yüzeysel ısı iletkenlik katsayıları, W/m 2 K d 1, d 2,, d n λ 1, λ 2,, λ n : opak bileşeni oluşturan malzemelerin kalınlıkları, m :opak bileşeni oluşturan malzemelerin ısı iletkenlik katsayıları, W/m K ifade eder. 16

41 Saydamlık oranı (SO), saydam ve opak bileşenlerden oluşmuş bir bina kabuğunda, saydam bileşen alanının toplam bina kabuğu alanına oranıdır (Berköz ve diğ., 1995). Bina kabuğundaki saydam bileşen alanları, ısı iletim değerlerinin yüksek olmasından dolayı opak bileşen alanlarına oranla daha çok ısı kaybına sebep olurlar. Zaman geciktirmesi, gün içinde kabuk bileşeni etkileyen maksimum sol-air sıcaklığın etkisinin, bileşenin iç yüzünde maksimum yüzey sıcaklığını oluşturuncaya kadar geçen süre olarak tanımlanabilir (Yılmaz, Koçlar Oral, Manioğlu, 2000). Malzeme ne kadar kalın ve dirençli olursa, ısı dalgalarının geçişi de o kadar uzun sürmektedir. Genlik küçültme faktörü ise, gün içinde ele alınan bileşene ilişkin maksimum iç yüzey sıcaklığı ile ortalama iç yüzey sıcaklığı farkının, maksimum sol-air sıcaklık ile ortalama sol-air sıcaklık farkına oranı şeklinde tanımlanmaktadır. Zaman geciktirmesi ve genlik küçültme faktörü, kabuğun opak bileşenini oluşturan malzemelerin ısı depolama kapasitelerine bağlı olan ve opak bileşenin yalıtım kapasitesini belirleyen iki özelliktir. Kabuğu oluşturan malzemelerin, ısı iletkenlik katsayıları, yoğunlukları, özgül ısıları ve dolayısıyla ısı kapasitelerinin fonksiyonudurlar (Berköz ve diğ., 1995). Bina kabuğu, yukarıda sayılan termofiziksel özellikleri sebebiyle, iç ve dış ortam arasındaki ısı alışverişini ve dolayısıyla da iç hava sıcaklığını etkilediği için, iklimsel konfor açısından kritik bir görev üstlenmektedir. Güneş kontrol elemanları Enerji etkin bina tasarımının bir parçası olan gölgeleme elemanları, pencerenin konumuna göre, iç mekânlardaki güneş ışınımını istenen zamana bağlı olarak denetleyen bir yapma çevre değişkenidir (Yüceer, 2010). Binalarda iç mekânların, güneş ışınımına bağlı aşırı ısınma ve nemin kullanıcılar üzerindeki olumsuz etkileri sebebi ile olabildiğince düşük ısı kazanmasının istendiği ısıtma istenmeyen dönemde, pencere önlerine ve opak yüzeylere gölgeleme araçları yerleştirerek güneşin ısıl etkilerini azaltmak mümkündür (Bayraktar,2008). 17

42 İç mekânda enerji verimliliği sağlanarak iklimsel konforun sağlanması gölge elemanı tasarımının temel ilkesidir (Miguel, 2008). Bu ise, gölge elemanı tasarımında, uygun boyut ve biçimim belirlenmesi ile olanaklı olabilir. Özellikle saçak, teras, söve ve revak (arkad) gibi yatay yapı elemanlarının bina yüzeylerine attığı gölgeler, iklimlendirme sistemlerinin yükünü belirler (Ralegaonkar, 2005). Doğal vantilasyon düzeni Doğal vantilasyon, kullanılmış havanın, taze hava veya dış hava ile yer değiştirmesi olayıdır. Hacimlerde oluşan doğal vantilasyon koşulları, doğal vantilasyon sisteminin özellikleri ve dış iklimsel koşullarla bağıntılıdır. Birim zamanda hacme giren hava miktarı çoğaldıkça, Hacmin hava değişimi sayısı ve dolayısıyla iç hava hızı artmaktadır. Dış havanın hacim içi havasıyla karışım oranı büyümekte ve iç hava sıcaklığı ve nemi dış hava koşullarına yakın değerlere ulaşmaktadır. Hacimlerde, iç hava sıcaklığı, nem ve yüzey sıcaklıkları gibi iklimsel konfor elemanlarının ulaştığı değerlere bağlı olarak iklimsel konfor durumunun sağlanabilmesi açısından hava hareketine ihtiyaç duyulması, sözü edilen hacimlerde hava hareketinin yaratılmasını dolayısıyla doğal vantilasyonu gerekli kılmaktadır (Berköz ve diğ.,1995). 18

43 3. SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMU AÇISINDAN TÜRKİYE DE FARKLI İKLİM BÖLGELERİNDEKİ GELENEKSEL KONUTLAR Türkiye dört mevsimi yaşayan bir bölgede bulunmasının yanı sıra değişken yeryüzü şekilleri nedeniyle hemen her noktası kendine özgü iklimi ve bitki örtüsüne sahiptir. Yerel iklimlerin şekillenmesinde en büyük etkiye sahip olan yeryüzü şekli dağlardır. Kıyılarda daha ılımlı iklimin görülmesine karşın dağların konumu nedeniyle denizin yumuşatıcı etkisi iç kısımlara girememektedir. Bu nedenle iç kesimlerde genellikle karasal iklim görülmektedir. Yıl içindeki saatlik hava sıcaklığı ve nemlilik değerleri ve bunların değişiminin insan konforu açısından değerlendirilmesi sonucunda yöresel olarak ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemler ve yörenin iklimsel karakteri belirlenir. Türkiye deki iller ve bazı ilçeler, bulundukları coğrafi konumun iklim şartlarına göre, TS 825 kapsamında dört farklı derece-gün bölgesine ayrılmıştır. Bu ayrıma göre derece gün bölgeleri Şekil 3.1 de gösterilmektedir. Ancak TS 825 farklı iklimsel koşulları olan farklı şehirleri aynı iklim bölgesi içinde öngörüp değerlendirdiği için iklimsel konfor şartlarını incelemek açısından yeterli olamamakta ve eksik kalmaktadır(manioğlu, 2007). Meteorolojik analizlere bağlı olarak ise Türkiye, beş iklim bölgesine ayrılmaktadır (Zeren ve diğ, 1990). İklim bölgeleri ve pilot şehirler aşağıdaki gibidir. Soğuk iklim bölgesi: Erzurum Ilımlı kuru iklim bölgesi: Ankara Ilımlı nemli iklim bölgesi: İstanbul Sıcak - nemli iklim bölgesi: Antalya Sıcak - kuru iklim bölgesi: Diyarbakır 19

44 şeklindedir. Bu ayrıma göre iklim bölgeleri Şekil 3.2 de gösterilmektedir. Bu iklim bölgeleri dikkate alınarak, kullanıcı konforu ve enerji tasarrufu sağlamak amacıyla bölgelere özgü tasarım ilkeleri belirlenmiştir. Şekil 3.1: Türkiye nin derece gün bölgeleri (TS 825). Şekil 3.2: Türkiye nin iklim bölgeleri (Zeren L. ve diğ.,1987). 20

45 Günümüz yapılarının yüksek maliyetler ve ek yapma sistemler aracılığıyla sağlamaya çalıştığı konfor koşullarını bölgenin geleneksel mimarisi olarak nitelendirilen geleneksel yapılar düşük teknolojiyle sağlamışlardır. Yeni tasarımlarda geleneksel mimari incelenerek ve burada kullanılan ilkeler esas alınarak güncel yapı malzemeleri kullanıldığında sürdürülebilirlik ve enerji etkinliği sağlanması önem taşımaktadır. Türkiye de farklı iklim bölgelerindeki geleneksel konutlarda pasif soğutma ilkeleri incelenirken; soğuk iklim bölgesinde ısıtmanın istenmediği dönemin, ısıtmanın istendiği dönemden çok daha kısa sürdüğü belirlenmiş ve bu sebeple çalışma kapsamı içerisinde yer verilmemiştir. Bölüm 2 de açıklanan soğutma enerjisi korunumunda etkili olan tasarım değişkenleri Türkiye de belirlenmiş olan iklim bölgelerine göre farklılaşmaktadır. Tasarım yapılırken ısıtmanın istendiği ve ısıtmanın istenmediği dönem en önemli etkenlerden birini oluşturmaktadır. Soğuk iklim bölgesinde ısıtmanın istendiği dönem daha uzun olduğu için, tasarımlarda ısıtma daha önem kazanmaktadır. Bu nedenle bölüm 3 de soğuk iklim bölgesi incelenmemektedir. 3.1 Sıcak İklim Bölgeleri Sıcak iklim bölgeleri; sıcak nemli ve sıcak kuru iklim bölgesi olmak üzere iki bölgeden oluşmaktadır Sıcak-Nemli İklim Bölgesi Bağıl nemliliğin yüksek olduğu bu iklim bölgesinde yazlar sıcak ve kurak, kışlar ılık ve yağışlı geçer. Yüksek nem oranı hissedilen sıcaklığı arttırmaktadır. Bölgede yaz ayları uzun sürdüğünden ve bağıl nem faktöründen dolayı enerji etkin tasarım yapılırken ısıtmanın istenmediği dönem koşulları dikkate alınmalıdır. Güneş ışınımını fazla alan ve gece gündüz sıcaklık farkı çok az olan bölgenin, en önemli özelliği bol yağış almasıdır. Bölgede hâkim rüzgâr kuzey ve kuzeybatı yönünde, ikinci derece hâkim rüzgâr güney doğu yönündedir. Sıcak ve kuru esen bu rüzgâr, yaz aylarında hava sıcaklığını daha da yükseltir. Ancak denizden karaya esen meltem rüzgârı, yaz aylarında öğle 21

46 saatlerinde esmeye başlar ve kıyılarda olumlu ve serinletici etki yaratır. Fakat bu rüzgâr deniz üzerindeki nemi kentin üzerine taşımakta ve güneş batımından sonra geceleri nem oranının yükselmesine neden olmaktadır (Erkmen, 2005). Rüzgâr ve gölgeli alan ihtiyacı tasarım için en önemli etkendir. Sıcak nemli iklim, Anadolu da tüm güney kıyılarında ve kıyı Ege bölgesinde görülür. Bölgenin geleneksel mimarisinin tasarım ilkeleri aşağıdaki gibidir (Yılmaz ve diğ, 2006). Sıcak nemli iklim bölgesindeki geleneksel binalarda uygulanan tasarım ilkeleri Çizelge 3.1 de gösterilmektedir. Çizelge 3.1: Sıcak nemli iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri. Binanın bulunduğu yer Bina aralıkları Binanın yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu Isıtmanın istenmediği dönemde rüzgârı almasına ve ısıtma istenen dönemde güneş ışınımını almasına olanak sağlayan seyrek yerleşim dokusu şeklinde biçimlenmiştir. Eğimli yamaçların tepe noktaları yerleşmeye uygun alanlardır. Yerleşim ölçeğinde binalar konumlandırılırken, aralarında açıklık bırakılmış ve topoğrafyaya uyumlu olacak şekildedir. Şehir yerleşimi dar sokaklardan oluşur ve rüzgar alacak şekilde konumlandırılmıştır. Hâkim rüzgâr yönüne karşı yerleştirilmiş dar uzun binalar şeklindedir. Odalarda karşılıklı açıklıklar oluşturularak çapraz havalandırma sağlanmaktadır. Binanın formu Bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleri Zemin katta büyük açıklıklar oluşturularak rüzgarın bina altından geçişine ve soğutma yapmasına imkan sağlayan ya da kolonlar üzerinde yükseltilmiş binalar şeklindedir. Isı depolama kapasitesi düşük, açık renkli, yansıtıcılığı yüksek, hafif duvarlar seçilmektedir. Nem kontrolünü sağlayacak şekilde havalandırılabilen nefes alan çatı olarak, eğimli, uzun saçaklı ve hafif çatılar kullanılmaktadır. Tepe pencereleri kullanılarak havalandırma sağlanmaktadır. 22

47 3.1.2 Sıcak-Kuru İklim Bölgesi Karasal iklimin hâkim olduğu ve yıl ve gün içindeki sıcaklık farklarının fazla olduğu bu iklim bölgesi Güneydoğu Anadolu Bölgesi nde görülmektedir. Yazları çok sıcak, kışları ise çok soğuk olan bölge sıcaklık farklarının fazlalığıyla çöl iklimiyle benzerlik göstermektedir. Sıcak nemli iklim bölgesinin tersine bağıl nem oranı çok düşük olduğundan kurudur. Sıcak kuru iklim bölgelerinde, ısıtmanın istendiği dönemde arazinin güneş ışınımı kazancı maksimum, istenmediği dönemde minimum olmalıdır. Bu iklim bölgesinde rüzgârdan korunmak (ancak rüzgârın karakteri değiştirilebiliyorsa yararlanmak) gerekir. Rüzgârdan hava kirliliğini dağıtmada yararlanılabilir. Bu iklim bölgesi için en uygun yerleşme alanları vadi tabanlarıdır (Oral, 2010). Sıcak kuru iklim bölgesindeki geleneksel binalarda uygulanan tasarım ilkeleri Çizelge 3.2 de gösterilmektedir. 3.2 Ilımlı İklim Bölgeleri Ilımlı iklim bölgeleri; ılımlı nemli ve ılımlı kuru iklim bölgesi olmak üzere iki bölgeden oluşmaktadır Ilımlı-Nemli İklim Bölgesi Bölgede kışlar uzun sürdüğünden dolayı iklim belirleyicisi kış mevsimidir. Bu iklim tipi Karadeniz ve Marmara kıyılarında görülmektedir. Gece ve gündüz farklarının fazla olmadığı bu iklim tipinde güneş ışınımı değerleri ortalama değerlerdedir. Ilımlı nemli iklim genellikle yaz ve kış nemli olan deniz kenarı ya da göl, nehir gibi büyük su birikintilerinin bulunduğu bölgelerde görülür. Rüzgârların bölgeye ait topografyaya göre farklılık gösterdiği bu iklim tipinde nemin fazla oluşundan dolayı bol yağışlıdır. Bu durum beraberinde zengin bitki örtüsüne ve orman alanların fazlalığına neden olur. 23

48 Çizelge 3.2: Sıcak kuru iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri. Binanın bulunduğu yer Isıtmanın istenmediği dönemde gölgeli alan oluşturacak sık doku şekilde yerleşilmiştir. Eğimli yamaçların vadi tabanları yerleşmeye uygun alanlardır. Bina aralıkları Yerleşim ölçeğinde sokaklar çok dar ve yüksek bina duvarlarının oluşturduğu etkiyle gölgelidir. Binanın yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu Hacimler güney yönüne doğru yönlendirilmiş olup, ısıtma istenmeyen dönemde hacimlerin çevresinde gölgeli alanlar oluşacak şekilde organizasyon yapılmıştır. Binanın formu Bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleri Bölgenin tipik bina formu olan avlulu ev tipinde, evler güneye yönlendirilerek, kademeli olarak kuzeye doğru yükselir ve binada, giriş katlarındaki avlu duvarları yüksek tutularak gün boyunca gölgeli alanların oluşması sağlanır (Manioğlu, 2007). Çatılar eğimsiz, kerpiçle sıvanmış toprak damlar bölgenin karakteristik öğesidir. Bina kabuğunun saydamlık oranlarının mümkün olduğunca düşük seçildiği ve opak bileşenlerin de mümkün olduğunca kalın ve ağır inşa edildiği görülmektedir. Bina kabuğunun opak bileşeninin termal kütlesi dış hava sıcaklığının iç ortama geçmesini yavaşlatacak olan yüksek zaman geciktirmesini sağlar. Aynı zamanda düşük saydamlık oranı da pencerelerden kazanılan direkt güneş ışınımını azaltır (Holman, 1976). Gece ve gündüz arasındaki sıcaklık farkının çok fazla olduğu sıcak kuru iklim bölgesinde, sandık duvar yapım tekniği, tonozlu tavan örtüsü ve yapımda kullanılan taşlar sayesinde duvarların ve çatı döşemelerinin ısı depolama kapasitesi artırılarak, kışın sıcak yazın da serin yaşama mekânları oluşturulmuştur (Alioğlu, 2000). Pencereler az sayıda, küçük ve zeminden yansıyan radyasyonunun engellenmesi için mümkün olduğunca yüksektedir. Bu iklim bölgesinde enerji etkin tasarım yapılırken ısıtma istenen döneme göre önlemler alınıp, ısıtma istenmeyen dönemler için kontrol elemanları kullanmak uygundur. Rüzgâr topografyaya göre farklılık gösterir. Bölgenin geleneksel mimarisinin tasarım ilkeleri Çizelge 3.3 de gösterilmektedir (Yılmaz ve diğ, 2006). 24

49 Çizelge 3.3: Ilımlı nemli iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri. Binanın bulunduğu yer Bina aralıkları Isıtma istenmeyen dönemde hakim rüzgarlardan yararlanacak, ısıtma istenen dönemde güneş ışınımından yararlanacak homojen yayılmış doku şeklinde bir düzen hakimdir. Termal kuşağın üst bölgeleri yerleşmeye uygun alanlardır. Konutların birbirinin gün ışığını, hava hareketini ve güneş ışınımını engellemeyecek şekilde konumlandırılır. Binanın yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu Ana yaşam alanlarının güneş ışınımı alabilmek için doğu-güney-batı yönlerini kapsayan yay içinde yer alır. Binanın formu Isıtma istenmeyen dönemde rüzgâra geniş yüzeyli, dikdörtgen ya da serbest plan şeması şeklinde gelişmiştir. Esnek ve girintili çıkıntılı yüzeyler bina formunu şekillendirmektedir. Bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleri İç mekanda gerekli konfor koşullarını sağlayan yalıtım değerlerine sahip duvarlar Geniş saçaklı kırma-beşik çatı kullanılır. Çatı saçaklarının geniş tutulmasıyla binanın yazın güneşten, kışın ise yağmurdan korunması sağlanır. Isı kontrolü ve vantilasyon sağlanacak büyüklükte açıklıklar Cumba kullanılmasıyla kışın güneşin pencereler vasıtasıyla içeri alınması, yazın ise bu kütlesel çıkmanın yaptığı gölgeyle diğer mekânlarda fazla ısınması önlenir Ilımlı-Kuru İklim Bölgesi Bölgenin kışları soğuk iklim bölgesi kadar sert olmamakla birlikte iklimin belirleyicisi kış dönemidir. Soğuk iklim bölgesine göre konfor sıcaklığını elde etmek için binanın ısıtılması gereken gün sayısı daha azdır. Gece gündüz sıcaklık farkının fazla olduğu karasal iklimin hüküm sürdüğü bölgede, yağışlar genel olarak kış aylarında kar olarak görülmektedir. Bölgenin geleneksel mimarisinin tasarım ilkeleri Çizelge 3.4 de gösterilmektedir (Yılmaz ve diğ., 2006). 25

50 Çizelge 3.4: Ilımlı kuru iklim bölgesi genel tasarım ilkeleri. Binanın bulunduğu yer Bina aralıkları Isıtma istenmeyen dönemde rüzgardan yararlanacak kompakt doku Termal kuşağın alt bölgeleri yerleşmeye uygundur. Bina aralıkları ısıtmanın istendiği dönemde güneş ışınımı kesmeyecek, ısıtmanın istenmediği dönemde ise gölgeli alanlar oluşturacak şekilde tasarlanmaktadır. Binanın yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu Hacimler güneyli yönlere doğru yönlendirilmiştir. Kışlık alt kat ve yazlık üst kat olarak mekanlar farklılaşmaktadır. Binanın formu Isıtma istenen dönem tasarımda etken olduğu için rüzgara kapalı kompakt form şeklindedir. Bina kabuğunun optik ve termofiziksel özellikleri İç mekanda gerekli konfor koşullarını sağlayan yalıtım değerlerine sahip duvarlar kullanılmaktadır. Yörede geniş saçaklı kırma-beşik çatı hakimdir. Ilımlı kuru iklim bölgesi için ısıtmanın istenmediği dönem kısa olmakla birlikte karasal iklim özelliklerinden dolayı yaz mevsiminde serin yerlerde yaşama ihtiyacı olduğundan bu amaca yönelik geleneksel konut tipleri geliştirilmiştir. Bu tip konutlarda; yer seçimi kentlerin yüksekte kalan yerleşim alanları olan yaylalar şeklinde olmuştur. Bina formu, kompakt ve avlulu bir şekilde geliştirilmiştir. Bina aralıkları, rüzgârın etkilerinden üst seviyede faydalanmak için ayrık nizam şeklinde oluşturulmuştur. Binaların yönlendiriliş durumu kuzey yönüne doğrudur. Bina kabuğu ise termal kütlesi yüksek, kalın taş duvarlar şeklindedir. 26

51 4. GELENEKSEL VE MODERN BAĞ EVİ ÖRNEKLERİNİN SOĞUTMA ENERJİSİ KORUNUMUNDA ETKİLİ OLAN TASARIM DEĞİŞKENLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Ilımlı kuru iklim bölgesinde yer alan Kayseri de, kentte yaşayanların imkânları doğrultusunda ısıtmanın istenmediği dönemde kent merkezinden yükseklerde yer alan bağ evlerinde yaşamak kentliler için bir kültür oluşturmuştur. Bu bağ evlerinin geleneksel (geçmişte inşa edilmiş) ve modern (günümüzde inşa edilmiş ve edilmeye devam eden) örnekleri, soğutma enerjisi korunumunun karşılaştırılabilmesi açısından iyi birer örnek olmuşlar, bu nedenle tercih edilmişlerdir. Pasif soğutma ilkelerinin değerlendirilmesi, seçilen bağ evlerindeki benzer özelliklere sahip ve aynı yönde konumlandırılmış benzer hacimlerde ölçümler ve modelleme yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Geleneksel ve modern bağ evleri seçilirken; kullanım amacı, binanın yeri, yönlendiriliş durumu, bina formu ve hacim organizasyonun benzer olmasına dikkat edilmiştir. Çalışmanın uygulamasına ilişkin adımlar aşağıdaki gibidir. 4.1 Kayseri Bağ Evlerinde Soğutma Enerjisi Korunumunda Etkili Olan Tasarım Değişkenlerinin Belirlenmesi Kayseri bağ evlerinde soğutma enerjisi korunumunda etkili olan tasarım değişkenleri değerlendirilirken, bağ evlerine ilişkin değişkenler aşağıdaki gibi belirlenmiştir Bağ evlerinin yer seçimi Bu çalışmada ele alınan bağ evleri, Kayseri kent merkezinden yaklaşık 5 km uzaklıkta ve 200 metre yükseklikte Erciyes Dağı nın kuzey yönüne bakan eteklerinde yer almaktadır (Şekil 4.1) Yerleşimleri Şekil 4.2 de görülen bağ evleri düz bir arazide, ayrık nizam şeklinde konumlandırılmıştır. 27

52 Şekil 4.1: Bağ evlerinin Kayseri içindeki konumu. Şekil 4.2: Bağ evlerinin vaziyet planı. 28

53 4.1.2 Bağ evlerinin formu Geleneksel bağ evi, avlulu bir forma sahip olup, haremlik ve selamlık olmak üzere iki bölümden oluşmaktadır. Ancak yaşama alanları güney yönünde bir araya gelmiş kompakt bir form içinde düzenlenmiştir (Şekil 4.3, 4.4 ve 4.5) Modern bağ evinde ise bina kompakt bir forma sahiptir ve tüm yaşama alanları bu form içinde çözülmüştür (Şekil 4.6, 4.7 ve 4.8). Şekil 4.3: Geleneksel bağ evi zemin ve 1. kat planı. 29

54 Şekil 4.4: Geleneksel bağ evi kesiti. Şekil 4.5: Geleneksel bağ evi kuzey ve güney cepheleri. Her iki bağ evi genel olarak kompakt bir forma sahiptirler. Her iki bağ evi de zemin ve 1. kat olmak üzere iki katlıdır. Geleneksel bağ evinde zemin katta depo, mutfak ve kiler yer almaktadır. 1.katta ise terastan hacimlere girilen bir plan şeması hâkimdir. Modern bağ evinde ise zemin kat tümüyle depo alanı olarak kullanılmıştır. 1.katta tüm hacimler hol etrafına dağılmış şekilde planlanmıştır. 30

55 Şekil 4.6: Modern bağ evi zemin ve 1. kat planı. Şekil 4.7: Modern bağ evi kesiti. Şekil 4.8: Modern bağ evi kuzey, güney ve batı cepheleri. 31

56 4.1.3 Bağ evlerinin yönlendiriliş durumu ve hacim organizasyonu Her iki bağ evi de zemin ve 1. kat olmak üzere iki katlıdır. Geleneksel bağ evinde; zemin katta avludan, 1. katta ise terastan hacimlere girilen bir plan şeması hâkimdir. Zemin katta depo, mutfak ve kiler yer almaktadır. 1.katta ise güney ve kuzeye bakacak şekilde konumlandırılan yaşama hacimleri yer alır. Bu hacimlere giriş kuzeyde yer alan terastan yapılmaktadır (Şekil 4.9 ve 4.10). Modern bağ evinde ise; hacimler bir hol etrafına gelecek şekilde planlanmıştır. Zemin kat tümüyle depo alanı olarak kullanılmıştır. 1.katta ise tüm hacimler hol etrafına gelecek şekilde yer aldığı için; kuzey, güney, doğu ve batı yönlerine bakacak şekilde yön açısından farklılık göstermektedirler (Şekil 4.11 ve 4.12). Şekil 4.9: Geleneksel bağ evi kuzey cephesi. 32

57 Şekil 4.10: Geleneksel bağ evi güney cephesi. Şekil 4.11: Modern bağ evi batı cephesi. 33

58 Şekil 4.12: Modern bağ evi güney cephesi Bağ evlerinin bina kabuğu optik ve termofiziksel özelliklerinin belirlenmesi İç ortamdaki sıcaklık değişiminin ve soğutma yüklerinin hesaplanmasında binaya ilişkin en önemli tasarım değişkenlerinden biri olan bina kabuğu optik ve termofiziksel özellikleri, geleneksel ve modern bağ evleri için ayrı ayrı belirlenmiştir. Geleneksel bağ evinin bina kabuğu optik ve termofiziksel özellikleri Geleneksel bağ evi yığma bir binadır. Bina, yapıldığı dönemdeki diğer bağ evleri gibi kullanım amacı ile birebir ilişkilendirilmiş ve bu durum yapı malzemelerinin binada kullanım yeri ve şekillerini de farklılaştırmıştır. Geleneksel bağ evinde duvarlar, zeminde ve üst katta olma durumuna, ayrıca kuzey veya güneyde konumlandırılma durumuna göre malzeme ve kalınlık açısından farklılık göstermektedir. Bağ evinin zemin kattaki tüm duvarları sandık duvar tekniğiyle gözeneksiz bir çeşit bazalt olan karataş ile örülmüştür. Bağ evinin kuzeye bakan ve bahçe duvarları dışından da görülen 1. kat kuzey yönündeki duvarlar ise daha düzgün yüzeye sahip yonu taşı denilen malzemeyle oluşturulmuştur. Yine bağ 34

59 evinin 1. katında ve güney yönünde kalan duvarlar ise görsel bir kaygı taşımadığından karataş (gözeneksiz bazalt) ile örülmüştür. Zemin katta yer alan ve karataş ile örülmüş duvarlar daha kalın (70-80 cm), 1. katta karataş ile örülmüş duvarlar daha incedir (50-60cm). 1. katta kuzey yönüne bakan ve yonu taşından oluşturulmuş duvarlar ise, 31 cm kalınlığındadır. Geleneksel bağ evinde üst örtü olarak geleneksel dam örtü katmanlarını oluşturan; çorak, killi çamur, kevek taşı, hasır ve ahşap kirişten oluşan üst örtü kaldırılarak yerine betonarme teras çatı inşa edilmiştir. Geleneksel bağ evi bina kabuğu termofiziksel özellikleri Çizelge 4.1 de görülmektedir. Çizelge 4.1: Geleneksel bağ evi bina kabuğu termofiziksel özellikleri (TS EN ISO 14056, TS 825, ERÇİN, 2008, ŞİMŞEK, 2000). Bina Kabuğu Detayları Zemin Kat Duvar 1. Kat Kuzey Duvar 1. Kat Güney Duvar Teras Çatı Döşeme Zemin Kat Döşeme 1. Kat (Ara kat) Döşeme Malzeme Kalınlık (m) Isı iletkenlik katsayısı (W/mK) Yoğunluk (ρ, kg/m³) Özgül ısı (c, J/kgK) Kireç harçlı sıva 0,03 0, Karataş 0,35 1, Killi çamur 0,05 0, Karataş 0,35 1, Kireç harçlı sıva 0,02 0, Yonu taş 0,30 3, Kireç harçlı sıva 0,01 0, Kireç harçlı sıva 0,03 0, Karataş 0,30 1, Killi çamur 0,05 0, Karataş 0,30 1, Kireç harçlı sıva 0,02 0, Çimento harçlı şap Betonarme döşeme 0,05 1, ,25 2, Çorak 0,15 1, Killi çamur 0,10 0, Blokaj 0,15 1, Toprak 0,20 1, Kum 0,05 2, Dökme Mozaik 0,05 2, Kevek taşı 0,10 0, Hasır 0,01 0,06 Ahşap kaplama 0,02 0, Ahşap kiriş 0,20 0, Toplam ısı geçirme kat sayısı (U, W/m²K) 1,09 3,74 1,40 3,27 1,11 1,41 35

60 Pencereler; ahşap tek camlı doğramalar şeklindedir. Hacimlerin saydamlık oranı yönlere göre değişmektedir. Hacimlere ait saydamlık oranları değerleri Çizelge 4.2 de görülmektedir. Çizelge 4.2: Geleneksel bağ evinde hacimlerin saydamlık oranları. Yönler Hacimler Kuzey Güney Doğu Batı (%) (%) (%) (%) Mutfak Zemin Kat Kiler Ahır Depo Oda kat Mabeyn Yeni oda Modern bağ evinde bina kabuğu optik ve termofiziksel özellikleri Modern bağ evinin taşıyıcı sistemi betonarme olup; zemin kat duvarlarında moloz taş, 1.kat iç ve dış duvarlarında ise ana malzeme olarak ateş tuğlası kullanılmıştır. Bağ evinde üst örtü olarak, yörede dam olarak bilinen betonarme teras çatı kullanılmıştır. Modern bağ evi bina kabuğu termofiziksel özellikleri Çizelge 4.3 de görülmektedir. 36

61 Çizelge 4.3: Modern bağ evi bina kabuğu termofiziksel özellikleri (TS 825, TS EN ISO 14056). Bina Kabuğu Detayları Malzeme Kalınlık (m) Isı iletkenlik katsayısı (W/mK) Yoğunluk (ρ, kg/m³) Özgül ısı (c, J/kgK) Toplam ısı geçirme kat sayısı (U, W/m²K) Zemin Kat Dış Duvar Sıva (çimento harcı) Moloz taş (derz harcı dâhil) Sıva (çimento harcı) 0,03 1, ,42 0, ,03 1, ,41 1. Kat Dış Duvar Ateş Tuğlası (pres tuğla) 0,22 0, ,18 Sıva (çimento harcı) Sıva (çimento harcı) 0,02 1, ,01 1, İç Duvar Ateş Tuğlası (pres tuğla) 0,22 0, ,09 Sıva (çimento harcı) 0,01 1, Teras Çatı Zemin Kat Döşeme 1. Kat Döşeme Eğim betonu 0,05 1, Betonarme döşeme 0,25 2, Alçı sıva 0,05 1, Tesviye Betonu 0,10 0, Grobeton 0,10 0, Blokaj (yumuşak kireçtaşı) 0,15 1, Toprak 0,20 1, Mozaik kaplama (sert) Yapıştırma harcı Tesviye betonu Betonarme döşeme 0,03 2, ,02 1, ,10 0, ,20 2, ,92 1,28 1,76 Geleneksel ve modern bağ evleri bina kabuğu detaylarındaki toplam ısı geçirme kat sayıları karşılaştırıldığında; geleneksel bağ evinin birincil yaşam mekânlarını oluşturan duvar ve çatı döşemesi ısı geçirme kat sayısının modern bağ evinkinden yüksek değerlerde olduğu gözlemlenmektedir (Çizelge 4.4). 37

62 Çizelge 4.4: Geleneksel ve modern bağ evleri bina kabuğu termofiziksel özelliklerin karşılaştırılması Bina Kabuğu Detayları Geleneksel bağ evi toplam ısı geçirme kat sayısı (U, W/m²K) Modern bağ evi toplam ısı geçirme kat sayısı (U, W/m²K) Zemin Kat Duvar 1,09 1,41 1. Kat Duvar 3,74 (Kuzey) 1,40 (Güney 1,18 Teras Çatı Döşeme 3,27 2,92 Zemin Kat Döşeme 1,11 1,28 1. Kat (Ara kat) Döşeme 1,41 1,76 Modern bağ evinde pencereler; ahşap tek camlı doğramalar şeklindedir. Hacimlerin saydamlık oranı yönlere göre değişmektedir. Hacimlere ait saydamlık oranları değerleri Çizelge 4.5 de görülmektedir. Çizelge 4.5: Modern bağ evinde hacimlerin saydamlık oranları. Hacimler Kuzey (%) Güney (%) Doğu (%) Batı (%) Depo Depo Zemin Kat Depo Depo Depo Depo Yatak odası Yatak Odası kat Yatak Odası Mutfak Salon

63 4.2 Geleneksel ve Modern Bağ Evlerinde Soğutma Enerjisi Korunumunun Ölçümler Yoluyla Değerlendirilmesi Binaya ilişkin değişkenlere göre bağ evlerinin belirlenmiş iç hacimlerinde gerçekleşen iç iklime ilişkin değişkenlerden; iç hava sıcaklığı ve iç hava nemliliğinin belirlenebilmesi için ölçüm yoluyla performans değerlendirmesi yapılmıştır Ölçümlere ilişkin özelliklerin belirlenmesi Ölçümler yapılmadan önce ölçümlere ilişkin özelliklerin belirlenmesi gerekmektedir. Hacimlerde yapılması planlanan ölçümler için aşağıdaki adımlar izlenmiştir. Ölçüm yapılacak olan hacimler yönlendiriliş durumları, konumları ve alan büyüklükleri benzer nitelikte olacak şekilde belirlenmiştir. Bağ evlerinde yapılan iç hava sıcaklığı ve iç hava nemi ölçümleri, belirlenen hacimlerde tek bir noktadan yapılmıştır. Ölçümler; geleneksel bağ evinde Oda1, Oda2 ve Oda3; modern bağ evinde ise Oda4, Oda5 ve Oda6 olarak isimlendirilen hacimlerde yapılmıştır. Hacimlerdeki saydamlık oranları Çizelge 4.6 da gösterilmiştir. Hacimlerdeki ölçüm noktaları Şekil 4.13 ve 4.14 de gösterilmiştir. Ölçüm aletleri zeminden 2.50m yüksekliğe duvara sabitlenerek mekânda konumlandırılmıştır. Çizelge 4.6: Geleneksel ve modern bağ evinde ölçüm yapılan hacimlerdeki saydamlık oranları. Hacimler Kuzey (%) Güney (%) Doğu (%) Batı (%) Oda Geleneksel Bağ Evi Oda Oda Oda Modern Bağ Evi Oda Oda

64 Şekil 4.13: Geleneksel bağ evi ölçüm noktaları. Şekil 4.14: Modern bağ evi ölçüm noktaları. 40

65 Bağ evlerinde iç hava sıcaklığı ve iç hava nemini ölçmek için otomatik kayıt yapan Data Logger ölçüm cihazı seçilmiştir. Data Logger ölçüm cihazı dakikalık, saatlik, aylık ve yıllık otomatik kayıt yapma özelliğine sahiptir. Data Logger ölçüm cihazları toza, kire, darbeye karşı dayanıklıdır. Ölçüm cihazının bilgisayara bağlanması ve ölçüm cihazı için bilgisayara yüklenen programın çalıştırılması ile içerisinde kaydedilen verilere ulaşılabilmektedir ve cihazın içerisinde kayıtlı veriler ancak bu yolla silinebilmektedir. Bu nedenle tüm ölçümler dış tehlikelerden korunmaktadır. İç hava sıcaklığı ve iç hava nemi ölçümleri, 2011 yılının ısıtmanın istenmediği döneminde (Mayıs, Haziran, Temmuz ve Ağustos aylarında) tüm saatler için yapılmıştır Ölçümlerin yapılması Bağ evlerinde belirlenen hacimlerde ölçümler, hiçbir aktif iklimlendirme sistemi çalıştırılmadan 1 Mayıs Ağustos 2011 tarihleri arasında yapılmıştır. Dört aylık dönemin tamamındaki iç hava sıcaklığı değerleri Şekil 4.15 de gösterilmektedir. Dört aylık dönem için ölçülmüş iç hava nem değerleri ise Şekil 4.16 da gösterilmektedir. Dört aylık dönem boyunca dış hava sıcaklığının en yüksek görüldüğü 31 Temmuz tarihinde hacimlerdeki sıcaklık değişimi Şekil 4.17 de gösterilmektedir. Isıtmanın istenmediği dört aylık dönemdeki karakteristik günlere ait (ayın 1., 11., ve 21. günleri) sıcaklık ölçüm değerleri Şekil A.1 de (EK A); Mayıs, Haziran, Temmuz ve Ağustos ayları iç hava sıcaklığı ölçüm değerleri ise Şekil B.11, B.2, B.3 ve B.4 de (EK B) yer almaktadır. Yerinde yapılan ölçümler; geleneksel ve modern bağ evlerinde ölçüm yapılan odalardaki sıcaklık farklarını ortaya koymuş ve modelleme sonrasında karşılaştırılmak üzere altlık oluşturmuştur. 41

66 Şekil 4.15: Hacimlerde yapılan iç hava sıcaklığı ölçüm değerleri. 42

67 Şekil 4.16: Hacimlerde yapılan iç hava nemi ölçüm değerleri. 43

68 Şekil 4.17: 31 Temmuz günü sıcaklık ölçüm değerleri Ölçüm sonuçlarının değerlendirilmesi Bağ evlerinde yapılan iç hava sıcaklığı ölçümleri değerlendirildiğinde; 1 Mayıs-31 Ağustos 2011 tarihleri arasında iç hava sıcaklıklarının zaman içerisinde arttığı ve en yüksek değerlere (32-33 C), Kayseri Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü nden alınan dış hava sıcaklık değerlerinden de bilindiği üzere 31 Temmuz gününde ulaştığı görülmektedir. Dört aylık ölçüm süreci boyunca ağırlıklı olarak, geleneksel bağ evindeki (Oda1, Oda2 ve Oda3) iç hava sıcaklığı değerlerinin modern bağ evindeki (Oda4, Oda5 ve Oda6) iç hava sıcaklığı değerlerinden daha düşük olduğu görülmektedir (Şekil 4.16). En sıcak gün olan 31 Temmuz da; geleneksel bağ evinde en yüksek sıcaklık ortalaması (31 C) 1. katta güneye yönlendirilmiş olan Oda1 de ölçülmüştür. Güney ve batıya yönlendirilmiş olan ve 1. Katta yer alan Oda2 de daha düşük sıcaklık ortalaması (30,4 C) elde edilirken; en düşük sıcaklık ortalaması (26,6 C) zemin katta kuzey ve güneye yönlendirilmiş olan ve güneyde 1.50m lik bölümü toprağa gömülmüş olan Oda3 de ölçülmüştür (Şekil 4.15). 44

69 En sıcak gün olan 31 Temmuz da; modern bağ evinde en yüksek sıcaklık ortalaması (32,4 C) doğu ve güneye yönlendirilmiş olan oda 4 de ölçülmüştür. Güney ve batı yönüne yönlendirilmiş olan Oda5 ile kuzey ve batı yönüne yönlendirilmiş ancak kuzey yönde pencere açıklığı bulunmayan Oda6 da ise daha düşük sıcaklık ortalaması (31,1 C) elde edilmiştir (Şekil 4.15). Aynı yönlendiriliş durumuna, konumuna ve alana sahip olan; geleneksel bağ evinde Oda1 ile modern bağ evindeki Oda4 e ait ölçümler 31 Temmuz günü için karşılaştırıldığında, sıcaklıkların her iki oda için de gün içerisinde aynı ortalama sıcaklıkta (31 C) olduğu görülmektedir. Aynı yönlendiriliş durumuna, konumuna ve alana sahip olan; geleneksel bağ evinde Oda2 ile modern bağ evindeki Oda5 e ait ölçümler 31 Temmuz günü için karşılaştırıldığında, sıcaklık ortalaması Oda2 de daha düşük (30,4 C), ancak Oda5 de daha yüksek (32,4 C) çıkmıştır. Oda2 de gerçekleşen maksimum sıcaklık değerinin 2 C daha düşük olduğu belirlenmiştir. Aynı yönlendiriliş durumuna, konumuna ve alana sahip olan; geleneksel bağ evinde Oda3 ile modern bağ evindeki Oda6 ya ait ölçümler dört aylık dönem içerisindeki en sıcak ölçümlerin rastlandığı günde karşılaştırıldığında, sıcaklık ortalaması Oda3 de daha düşük (26,6 C) ancak Oda5 de daha yüksek (32,4 C) çıkmıştır. Oda3 de gerçekleşen maksimum sıcaklık değerinin 5,8 C daha düşük olduğu belirlenmiştir. Bağ evlerinde yapılan iç hava nem ölçümleri değerlendirildiğinde (Şekil 4.17); İç hava nemi, Mayıs ayı başında en yüksek değerlerde (%59-75) iken dört aylık dönem boyunca düşüş göstermiş ve Ağustos ayında %55 ile %25 arasındaki değerlerde seyretmiştir. Ölçüm yapılan dört aylık dönem boyunca; geleneksel bağ evindeki (Oda1, Oda2 ve Oda3) iç hava nemi değerlerinin modern bağ evindeki (Oda4, Oda5 ve Oda6) iç hava nemi değerlerinden yüksek olduğu görülmektedir. İklim bölgesinin ılımlı-kuru iklim bölgesi olması nedeniyle, en yüksek sıcaklıkların görüldüğü 31 Temmuz gününde ise iç hava nemi değerlerinin %35 ile %50 arasında değişiklik gösterdiği görülmektedir. ASHRAE 45

70 Standardı de belirlenmiş olan konforlu iç hava nemi değeri %30-60 oranında olduğu göz önünde bulundurulduğunda her iki bağ evinde de iç hava nemi değerlerinin konfor değerleri aralığında kaldığı görülmektedir. 4.3 Kayseri Bağ Evlerinin Soğutma Yüklerinin Modelleme Yoluyla Değerlendirilmesi Isıtmanın istenmediği dönem için geleneksel ve modern bağ evlerinde 1998 yılından bu yana geliştirilmekte olan ECOTECT programının 2011 sürümü yardımı ile modellemeler yapılmış, geleneksel ve modern bağ evlerinin mevcut durumlarının soğutma yükleri modelleme yoluyla aşağıdaki adımlarla değerlendirilmiştir Bağ evlerinin modellenmesi Soğutma yüklerinin hesaplanmasına yönelik olarak öncelikle projenin üç boyutlu grafik modellemesine gerek duyulmaktadır. Modellemede kullanılmak üzere, geleneksel bağ evi rölöve çizimleri mevcut kaynaklardan elde edilmiş (İmamoğlu, 2001), modern bağ evi rölövesi ise yerinde ölçümlerle çıkarılmıştır. Geleneksel ve modern bağ evlerinin ECOTECT programında oluşturulan modelleri Şekil 4.18 ve 4.19 da görülmektedir. Şekil 4.18: Ecotect programında modellenen geleneksel bağ evi üç boyutlu görseli. 46

71 Şekil 4.19: Ecotect programında modellenen modern bağ evi üç boyutlu görseli. Binanın gün içinde 24 saat kullanıldığı ve iç hava sıcaklığı konfor değeri aralığının C arasında olduğu kabul edilmiştir. Soğutma yükü hesaplamaları, ölçümler için seçilmiş olan; geleneksel bağ evinde Oda1, Oda2 ve Oda3, modern bağ evinde ise Oda4, Oda5 ve Oda6 için yapılmıştır Soğutma yüklerinin hesaplanması Soğutma yüklerinin hesaplanmasında kullanılan ECOTECT programı, ısıl performans hesaplamaları için CIBSE Guide da (1988) tanımlanan Admittance Yöntemi ni kullanmaktadır. Bu yöntem, sürekli hal analizine dayanarak binanın dinamik tepkisinin simüle edilebilmesine olanak sağlamaktadır (Url-1). Ölçüm yapılan dönem için programda modellenen bağ evlerinin soğutma yükleri hesaplandığında, sadece Ağustos ayında soğutma yükü değerleri elde edilmiştir. Seçilen mekânlar için hesaplanmış olan soğutma yükleri Şekil 4.20 de görülmektedir. 47

72 SOĞUTMA YÜKÜ DEĞERİ (W/m³) AĞUSTOS AYI SOĞUTMA YÜKÜ DEĞERLERİ 483,64 426,45 329, , ,97 ODA 1 (Geleneksel Bağ Evi) ODA 2 (Geleneksel Bağ Evi) 10,83 ODA 3 (Geleneksel Bağ Evi) ODA 4 (Modern Bağ Evi) ODA 5 (Modern Bağ Evi) ODA 6 (Modern Bağ Evi) Şekil 4.20: Bağ evlerinde oluşan Ağustos ayı soğutma yükleri Soğutma yüklerinin azaltılmasına yönelik iyileştirme alternatiflerinin belirlenmesi Geleneksel ve modern bağ evlerinde soğutma yükü hesaplandıktan sonra özellikle modern bağ evindeki soğutma yüklerini en aza indirmek amacıyla bazı tasarım değişkenlerine ilişkin iyileştirme alternatifleri geliştirilmiştir. Tüm iyileştirme alternatifleri bina kabuğu üzerinde geliştirilmiştir. Geliştirilen iyileştirme alternatifleri Çizelge 4.7 de açıklanmıştır. TS 825 de Kayseri nin yer aldığı 4. Bölgede en fazla değer olarak kabul edilmesi tavsiye edilen U değerleri ise; döşeme için 0,40 W/m 2 K, tavan için 0,25 W/m 2 K ve duvarlar için de 0,40 W/m 2 K olarak belirlenmiştir. 48

73 Çizelge 4.7: Soğutma yükünün azaltılmasına yönelik alternatifler. Alternatif 1 Modern bağ evine ait opak bileşen detaylarının, TS 825 de Kayseri nin içerisinde yer aldığı 4. Bölge için tavsiye edilen U değerlerinin altında bir değere getirilmesi U döşeme: 0,40 W/m 2 K U tavan: 0,25 W/m 2 K U duvar: 0,40 W/m 2 K Alternatif 2 Modern bağ evinde güney ve batı cephelerinde mevcut saydam yüzeylerde gölgeleme elemanı uygulanması Doğal ahşap panel Alternatif 3 Modern bağ evindeki mevcut ahşap tek camlı doğramaların TS 825 te Kayseri nin içerisinde yer aldığı 4. Bölge için tavsiye edilen U değerlerine uygun doğramalarla değiştirilmesi Plastik (PVC), çift camlı (low-e 3mm/13mm hava) Alternatif 4 Modern bağ evinde hacimlerdeki saydamlık oranlarının %50 oranında azaltılarak geleneksel bağ evine benzer duruma getirilmesi Şekil 4.21 Alternatif 5 Modern bağ evinde teras çatı yerine beşik çatı kullanılması (günümüzde inşa edilen modern bağ evlerinde teras çatı yerine genellikle beşik veya kırma çatı kullanılmaktadır) Şekil 4.22 Alternatif 6 Mevcut soğutma yüklerinden daha düşük değer sağlayan Alternatif ün bir arada kullanılması 49

74 Çizelge 4.7: TS 825 e göre oluşturulmuş bina kabuğu detayları. Bina Kabuğu Detayları Duvar Teras Çatı Döşeme Zemin Döşeme Malzeme Kalınlık (m) Isı iletkenlik katsayısı (W/mK) Yoğunluk (ρ, kg/m³) Özgül ısı (c, J/kgK) Sıva (kireççimento harcı) 0,05 0, Isı yalıtım malzemesi 0,07 0, Düşey delikli tuğla 0,19 0, Sıva (kireççimento harcı) 0,02 0, Mozaik kaplama 0,03 2, Harç 0,02 1, Koruma betonu 0,05 1, Su yalıtımı (pvc örtü) 0,01 0, Isı yalıtımı 0,07 0, Isı yalıtımı 0,08 0, Eğim betonu 0,03 1, Betonarme döşeme 0,12 2, Tavan sıvası 0,02 0, Mozaik kaplama (sert) 0,03 2, Yapıştırma harcı 0,02 1, Şap (çimento harçlı) 0,03 1, Isı yalıtım malzemesi 0,08 0, Tesviye betonu 0,05 1, Beton (hafif agregalı) 0,10 1, Blokaj (yumuşak 0,15 1, kireçtaşı) Toplam ısı geçirme katsayısı (U, W/m²K) 0,34 0,24 0,33 50

75 Şekil 4.21: Modern bağ evi saydamlık oranlarının %50 oranında azaltılmış üç boyutlu görseli. Şekil 4.22: Modern bağ evinin beşik çatı ile oluşturulmuş üç boyutlu görseli Modern bağ evi için önerilen iyileştirme alternatiflerine ait soğutma yüklerinin hesaplanması Modern bağ evinde soğutma yükünün azaltılmasına yönelik geliştirilen iyileştirme alternatifleri ile elde edilen soğutma yükleri yeniden hesaplanmıştır. Hesaplanan soğutma yükleri Şekil 4.23 de gösterilmiştir. 51