Binalarda düşey ışıklık tasarımının iç mekan günışığı aydınlık düzeyine etkisinin incelenmesi
Examining the effect of vertical skylight design in buildings on the indoor daylight illumination level
Yazar: YAREN DİLARA ERDEM
Danışman: DOÇ. DR. ŞULE YILMAZ ERTEN
Trakya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Görsel konfor = Visual comfort ; Gün ışığı = Daylight

Özet:
Hızlı nüfus artışı ve kentleşme enerji talebinin artmasına ve buna bağlı olarak enerji kaynaklarının tükenme eğiliminde olmasına neden olmuştur. Toplam enerji tüketiminde büyük paya sahip olan binalarda ise aydınlatma, tüketimin önemli bir yüzdesini oluşturmaktadır. Yapay aydınlatma tabanlı enerji tüketimini azaltmanın etkin yollarından bir tanesi binalarda günışığının verimli ve etkili kullanılmasıdır. Binalarda günışığı aydınlatması pencere ve çatıdan gelen ışık yardımıyla sağlanabilmektedir. Ancak günışığı hiçbir engelle karşılaşmasa bile bir yapının en uç noktalarına kadar ulaşamayabilir. Yapılardaki iç mekân derinliği ve yüksekliği arttıkça pencerelerden ve çatıdan giren günışığı mekânların derinliklerine ilerledikçe etkisini kaybetmekte, aydınlık düzeyi yetersiz kalabilmektedir. Bunun sonucunda yapay aydınlatma kaynaklı enerji tüketimi artmakta, iç mekân konforu azalmaktadır. Bununla birlikte düşük aydınlık düzeyi, kullanıcı üzerinde depresyon ve vücut saati bozukluğu gibi fiziksel ve psikolojik sağlık sorunlarına da neden olabilmektedir. Bu çalışmada ilk aşamada gün ışığı ile aydınlatma yöntemlerinden olan düşey ışıklıkların iç mekân görsel konfor ve günışığı performansına etkisinin incelenmesi hedeflenmiştir. Bunun yanı sıra yeterli görsel konfor ve günışığı aydınlık düzeyine ulaşmada düşey ışıklık mekan özelliklerinin iç mekan aydınlık düzeyine etkisini ölçmek amaçlanmaktadır.  Bu hedefler doğrultusunda ilk olarak ışıklık boyutlarına ilişkin gerekli kriter için Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği'ndeki sınır değerler dikkate alınmıştır. Işıklıktan yararlanan farklı derinliklerdeki mekanlardan oluşan örnek bir kat planı oluşturulmuştur. Kat adedinin ışıklığın mekâna sağladığı günışığı miktarına, aydınlık düzeyine ve görsel konfora etkisi Design Builder benzetme programı aracılığıyla ölçülmüş ve TS EN 17037 Binalarda günışığı standardına göre değerlendirilmiştir. İkinci aşamada ise günışığının yetersiz kaldığı durumlarda her bir doğal aydınlatma unsuru için öneri iyileştirme senaryoları geliştirilmiştir. Çalışmanın sonucunda Planlı Alanlar İmar Yönetmeliği'ndeki sınır değerlerine sahip ışıklık mekânının, ilgili yönetmelikte belirtilen maksimum mekân sayısına, kat sayısı arttığında zemin katlarda gerekli günışığı aydınlık düzeyini sağlayamadığı görülmüştür. Geliştirilen iyileştirme senaryolarında fiziksel mekan verilerinin (ışıklık boyutu, pencere boyutu vb.) ve malzeme özelliklerinin (yansıtma, soğurma vb.) değişmesinin mekanlardaki günışığı aydınlık düzeyini önemli ölçüde arttırdığı tespit edilmiştir ve yetersiz günışığı alan mekanlar için öneriler getirilmiştir. Günışığının verimli ve etkin kullanılabilmesi için yapının proje aşamasından itibaren doğal ve yapay aydınlatma tasarımın ele alınması gerektiği düşünüldüğünde, proje aşamasında etkin rol oynayan yönetmeliklerin sınır değerleri ile ilgili çalışmaların yapılmasının gerekliliğine dikkat çekilmiştir.

Abstract:
Rapid population growth and urbanization have led to an increase in energy demand and, accordingly, a tendency to deplete energy resources. In buildings that have a large share in total energy consumption, lighting constitutes a significant percentage of consumption. One of the effective ways to reduce artificial lighting-based energy consumption is the efficient and effective use of daylight in buildings. Daylight illumination in buildings can be provided with the help of light coming from windows and roofs. However, even if daylight does not encounter any obstacles, it may not reach the farthest points of a building. As the depth and height of the interior spaces in buildings increases, the daylight entering through the windows and the roof loses its effect as it moves deeper into the spaces, and the brightness level may become insufficient. As a result, energy consumption due to artificial lighting increases and indoor comfort decreases. However, low light levels can also cause physical and psychological health problems such as depression and body clock disturbance in the user. In the first stage of this study, it was aimed to examine the effects of vertical skylights, which are one of the daylight lighting methods, on indoor visual comfort and daylight performance. In addition, it is aimed to measure the effect of vertical skylight features on the interior brightness level in achieving sufficient visual comfort and daylight brightness level. In line with these goals, first of all, the limit values in the Planned Areas Zoning Regulations were taken into account for the necessary criteria regarding skylight dimensions. A sample floor plan was created consisting of spaces at different depths that benefit from skylights. The effect of the number of floors on the amount of daylight provided by the skylight to the space, the brightness level and visual comfort was measured through the Design Builder simulation program and evaluated according to the TS EN 17037 Daylight in Buildings standard. In the second stage, suggestion improvement scenarios were developed for each natural lighting element in cases where daylight was insufficient. As a result of the study, it was seen that the skylight space with the limit values in the Planned Areas Zoning Regulation cannot provide the required daylight illuminance level on the ground floors when the number of floors increases, up to the maximum number of spaces specified in the relevant regulation. In the developed improvement scenarios, it has been determined that changing physical space data (skylight size, window size, etc.) and material properties (reflection, absorption, etc.) significantly increases the daylight illuminance level in spaces, and suggestions have been made for spaces with insufficient daylight. Considering that natural and artificial lighting design should be addressed starting from the project phase of the building in order to use daylight efficiently and effectively, it has been pointed out that studies on the limit values of the regulations that play an active role in the project phase should be carried out.