Bir ofis binasının enerji yüklerinin çift kabuklu cephe sistemi ve güneş kırıcılar ile azaltılması
Reduction of the energy loads of an office building with double-skin facade system and solar shading devices
Yazar: HANSA GÜL ÇETİN
Danışman: PROF. DR. NEŞE DİKMEN
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Isısal konfor vücut ile çevre arasındaki ısıl değişimin bir sonucudur. Bu değişim sonucunda sağlanması gereken ısıl denge istenen konfor koşullarına ulaşmak için önemlidir. Isıl konforu etkileyen faktörlerden bazıları; güneş ışınımı, rüzgâr, hava sıcaklığı, havanın nemi gibi iklimsel olan özellikler ve bölgenin coğrafi konumudur. Binayı dış ortamdan ayıran yapı kabuğu termal konforun sağlanmasında büyük rol oynamaktır. Mekânın sınırlarını oluşturan elemanların iç yüzey sıcaklıkları bu koşulların sağlanmasında etkili olmaktadır. Binaların enerji etkinliğini arttırmak için uygulanan çözümlerden birisi; iki adet cam giydirme cephe paneli ile bunların arasında yer alan hava boşluğundan meydana gelen çift kabuklu cephe sistemleridir. Kabuklar arasında bulunan boşluk; havalandırmanın, temizliğin, bakım-onarımın yapıldığı ve güneş kontrol elemanlarının yerleştirildiği bir bileşendir. İklimsel değişiklikler, kullanım amacı ve performans ihtiyacına göre boşluk genişliği 20-200 cm arasında değişkenlik gösterebilmektedir.
Bu çalışmada, sıcak-nemli iklim bölgesinde bulunan Antalya'da inşa edilmiş ve tek kabuklu giydirme cephe sistemine sahip olan bir ofis binasının enerji yükleri cephelere eklenen ikinci kabuk ve güneş kırıcılarla azaltılmıştır. Araştırma kapsamında, DesignBuilder simülasyon programı ile binanın farklı modelleri hazırlanmış ve bu modellerin ısıtma ve soğutma yükleri karşılaştırılmıştır. Öncelikle yapının mevcut durumu modellenerek enerji yükleri hesaplanmıştır. Daha sonra yapının uygun olan iki cephesine cam katman eklenerek çift kabuklu cephe sistemi oluşturulmuştur. Cam U değeri ve boşluk genişliği birbirinden farklı olan çift kabuklu cephe sistemlerine sahip modellerde elde edilen enerji yükleri karşılaştırılmıştır. Daha sonra, ilk aşamada belirlenen en uygun sistemin önce iki daha sonra dört cephesine dikey güneş kırıcılar eklenerek ısıtma ve soğutma yükleri hesaplanmıştır. Yapılan çalışmada ikinci kabuğun ısıtma, güneş kırıcıların soğutma yükleri açısından daha etkili olduğu görülmüştür. Yalnızca iki cepheye eklenen ikinci kabuk ve dört cepheye uygulanan güneş kırıcılarla binanın toplam enerji yüklerinde %21,8 oranında azalma sağlanmıştır.

Abstract:
Thermal comfort is the result of thermal transfer between body and environment. The thermal balance, that needs to be provided as a result of that change, is very important to reach the desired comfort conditions. Some of the factors which affect the thermal comfort are climatic features such as sun radiation, wind, air temperature, air humidity and geographical location features of the region. The structure envelope which separates the building from outside is very vital to provide the thermal comfort. Inner surface temperatures of elements which create the border of space are effective for providing these conditions. One of the solutions which is applied for increasing energy efficiency of the buildings; two glass curtain wall panels and the double skin facade systems which occur because of the air cavity between the glass curtains. The cavity between the layers is a component which provide ventilation, cleaning, repair-maintenance, and location of the sun control devices. The cavity width may vary between 20cm-200cm depending on the climatic differences, the purpose of use and performance necessity.
On this study, the energy load of the office building which has single skinned facade system and which was built in Antalya, the city that is located in hot-humidity climate region, was reduced by adding the double skinned facade and sun shadings. As part of this research, the different models of the building was prepared by using the DesignBuilder simulation program and heating cooling loads were compared. First of all, the energy loads were calculated by modeling the the current situation of the building. Later, a double-skinned façade system was built by adding a second façade layer to the available two facades of the existing curtain wall system. The energy loads which were acquired from the models that own double skin facade system, which have different glass U value and cavity width, were compared. After that, the heating and cooling loads of the most available system which was diagnosed at the first step were calculated by adding vertical sun shadings firstly to two, later to four facade.
On this research, the second skin was seen to be more efficient regarding to the loads of the heating, and sun shades cooling. Solely, by addition of the two skins to the two facades, and by application of the sun shades to the four facades, total %21,8 reduction of the energy loads of building was provided.