RÜZGAR/HAVA AKIMI ANALİZİ

Transkript

1 RÜZGAR/HAVA AKIMI ANALİZİ Performansa Dayalı Mimari Tasarım PROF. DR. SALİH OFLUOĞLU

2 Sunum Özeti 1. Bölüm: Rüzgar: temel bileşenler 2. Bölüm: Rüzgarın binalar üzerindeki etkileri 3. Bölüm: Rüzgar: tasarım stratejileri PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -02-

3 1. Bölüm 1. Bölüm: Rüzgar: temel bileşenler 2. Bölüm: Rüzgarın binalar üzerindeki etkileri 3. Bölüm: İç mekan havalandırma 4. Bölüm: Rüzgar: tasarım stratejileri PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -03-

4 Rüzgar: temel bileşenler Rüzgar, ısı veya basınç farkları yüzünden doğal hava akımıdır. Rüzgar her zaman yüksek basınçtan alçak basınç alanına doğru hareket eder. Dört temel hava akımı vardır. Rüzgar bina gibi bir engelle karşılaştığında eğrisel bir biçime dönüşür. Kaynak: After Art Bowen, 1981 PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -04-

5 Rüzgar: temel bileşenler şehir merkezi banliyö açık alan/havalimanı Farklı yüksekliklerde kesintisiz rüzgar yüzdesi PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -05-

6 Rüzgar: temel bileşenler Yön Hız Frekans* *Rüzgarın belirli bir yönde ve hızda esme sıklığı/yüzdesi. Rüzgar gülü PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -06-

7 İstanbul için örnek Rüzgar Değerleri Green Building Studio/Revit Enerji Analizleri OFLUOĞLU-07-7-

8 Rüzgar Şiddeti Beaufort Ölçeği OFLUOĞLU-08-8-

9 Rüzgar Şiddeti Beaufort Ölçeği BAZI DÖNÜŞÜMLER: Kaynak: Wind Design Guide, J. Bennett 1 metre/saniye = 3,6 km/saat 1 metre/saniye = mil/saat 1 metre/saniye = 3,6 km/saat 1 knot = 1,862 km/saat 1 knot = 1,150 mil/saat OFLUOĞLU-09-9-

10 Tasarımda rüzgarın önemi Wellington, Yeni Zelanda örneği Yılda ort. 173 gün 60km/saate çıkan rüzgar 4 kat üstündeki tüm yapılarda Rüzgar Tüneli testi zorunluluğu Rüzgarın etkisini azaltan güvenli bir ortam PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -010-

11 2. Bölüm 1. Bölüm: Rüzgar: temel bileşenler 2. Bölüm: Rüzgarın binalar üzerindeki etkileri 3. Bölüm: İç mekan havalandırma 4. Bölüm: Rüzgar: tasarım stratejileri PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -011-

12 Rüzgarın binalar üzerindeki etkileri Binalar rüzgarın önünde engel oluştururlar. Binaların rüzgar alan tarafında pozitif basınç (itme), diğer taraflarında negatif basınç (çekme) zonları oluşur. Bu durum iki zonun birleşiminde ise rüzgar hızında artış meydana gelir. Hava akımının etkisiyle yapı etrafında oluşan girdaplı türbülanslı basınç bölgeleri: Kaynak: After Art Bowen, 1981 OFLUOĞLU

13 Tekil yapılar üzerinde rüzgar etkisi aşağı akım etkisi (Downwash) köşe etkisi (corner effect) alçak sıra yapı etkisi (low bar row effect girdap etkisi (wake effect) Kaynak: Wind Design Guide, J. Bennett OFLUOĞLU

14 Yapı grubu üzerinde rüzgar etkisi kümülatif etki (cumulative effect) çapraz yapı etkisi (staggered buildings effect) basamak etkisi (stepping effect) alçak ve yüksek yapı etkisi (low and high buildings effect) Kaynak: Wind Design Guide, J. Bennett OFLUOĞLU

15 Yapı grubu üzerinde rüzgar etkisi kanal etkisi (channelling effect) Huni etkisi (funneling effect) avlular Venturi etkisi (Venturi effect) Kaynak: Wind Design Guide, J. Bennett OFLUOĞLU

16 Bina şekli ve rüzgar çok kenarlı binalar podyum ve kuleli binalar piramit binalar Kaynak: Wind Design Guide, J. Bennett OFLUOĞLU

17 3. Bölüm 1. Bölüm: Rüzgar: temel bileşenler 2. Bölüm: Rüzgarın binalar üzerindeki etkileri 3. Bölüm: İç mekan havalandırma 4. Bölüm: Rüzgar: tasarım stratejileri PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -017-

18 İç mekan hava sirkülasyonu Binanın iç hava sirkülasyonunu etkileyen faktörler: RÜZGARIN GELİŞ YÖNÜ Karşılıklı ve eşit açıklıklarda 45 derece açıyla gelen rüzgar daha etkilidir. 1. Rüzgarın geliş yönü, 2. Yüzeydeki açıklıkların genişliği ve oranı. 3. Yüzeydeki açıklıkların yerleşimi. RÜZGARIN GELİŞ YÖNÜ Karşılıklı olmayan ve eşit açıklıklarda dik aaçıyla gelen rüzgar daha etkilidir. Kaynak: Santamouris, M., (1998). Natural Ventilation in Buildings. OFLUOĞLU

19 İç mekan hava sirkülasyonu AÇIKLIKLARIN GENİŞLİĞİ Giriş ve çıkış açıklarından birinde genişleme havalandırmayı çok az arttırır. İyi havalandırma için ikisinin de arttırıldığı durumlarda oluşur. Kaynak: Santamouris, M., (1998). Natural Ventilation in Buildings AÇIKLIKLARIN YERLEŞİMİ Yandaki senaryoda iç ortamdaki hava hızı yüksek olsa da hava akımı mekanın içinde dolaşmadığı için mekanın çoğu bölümü rüzgardan etkilenmemiş olacaktır. AÇIKLIKLARIN YERLEŞİMİ Altta komşu duvarlara yerleştirilen açıklıklar, iç mekanda başarılı bir rüzgar akışı sağlayacaktır. (Kaynak: Watson, D. ve Labs, K., 1992) OFLUOĞLU

20 İç mekan hava sirkülasyonu Çapraz havalandırma için ve tek yönlü etkin havalandırma için yükseklik ve derinlik oranı (Kaynak: Spengler, McCarthy ve Samet, 2000) Kaynak: Santamouris, 1998 / Watson D ve Labs, K., 1992 OFLUOĞLU

21 4. Bölüm 1. Bölüm: Rüzgar: temel bileşenler 2. Bölüm: Rüzgarın binalar üzerindeki etkileri 3. Bölüm: İç mekan havalandırma 4. Bölüm: Rüzgar: tasarım stratejileri PERFORMATIF TASARIM - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -021-

22 Tasarım stratejileri bina yüksekliği örtülü geçit balkon/konsollar saçak ve parapetler pasaj/ koridorlar geri çekmeler Kaynak: Wind Design Guide, J. Bennett OFLUOĞLU

23 Tasarım stratejileri/düzeltici önlemler Kemer/kolon altları Rüzgar çitleri, siperleri ve korunakları bitkilendirme OFLUOĞLU

24 Temel rüzgardan korunma önlemleri DİKDÖRTGEN YÜKSEK YAPILAR: Yüksek dikdörtgen yapılaşma yüksekliği ve rüzgar yönündeki yüzeyi nedeniyle en sorunlu tiptir ÖRTÜLÜ GEÇİTLER: Saçak ve parapetlerle beraber kullanıldığında rüzgarı yaya seviyesinden uzaklaştırır. DAİRESEL/ÇOK KENARLI YAPILAR: Dairesel veya çok kenarlı yapılar bina etrafında iyi rüzgar akışı sağlarlar; minimal aşağı akım etkisi oluştururlar. Bina köşeleri yuvarlamak rüzgar akışını iyileştirir. PODYUM KULANIMI/PİRAMİT FORMLAR: Zemin üstünde alçak seviyel, çıkıntıların olması rüzgarı yaya seviyesinden uzaklaştırır. GİRİŞ MEKANLARI,YAYA YOLLARI, TERASLAR, BALKONLAR: Rüzgar yönünden ve bina köşelerinden uzakta tutulmalıdır. İYİLEŞTİRİCİ ÖNLEMLER: Çitler, siperler, korunaklar ve ağaçlandırmayla rüzgarın etkisi zalatılabilir ve/veya farklı yönlendirilebilir. DOĞAL HAVALANDIRMA: Rüzgar yönüne göre Yüksek ve alçak basınç arasında hava akımını sağlayacak boşluklar/pencereler açmak BİNA YÜKSEKLİKLERİ: Yüksek yapılar rüzgar etkisini arttırır. Bina yükseklikleri eşit tutularak rüzgar yönüne maruz yüzey azaltılır. BİNA HİZALAMA: Binaları aynı hizada konumlayarak rüzgara maruz yüzey azaltılabilir. ÇIKINTI VE GİRİNTİLER Balkonlar, saçaklar ve geri çekmeler rüzgarın aşağı akımını azaltır. OFLUOĞLU

25 Rüzgar Tüneli Simülasyonları OFLUOĞLU

26 Simülasyon stratejileri Arazi için hakim rüzgar yönünü öğrenmek Rüzgar şiddeti: ortalama ve en yüksek hız değerini Beaufort ölçeğinde anlamak Arsa boşken bir simülasyon yapılarak, varsa mevcut sorunlari anlamaya çalışmak Yeni tasarlanan binanın mevcut rüzgar etkisini iyileştirip iyileştirmediğini test etmek OFLUOĞLU