Geleneksel rüzgar kulesi aracılığıyla havalandırılan bir sınıf mekanının termal konfor açısından simülasyon yöntemi ile araştırılması: Trabzon örneği
Investigation of thermal comfort in a classroom ventilated with traditional wind tower with computational simulation method: Case of Trabzon
Yazar: ROVA RABEHARIVELO
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA KAVRAZ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Yapıların çoğunda kullanıcıların termal konforu büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, bir sınıf mekanının havalandırılması amacıyla tasarlanan rüzgar kulesinin mekana termal etkisi araştırılmıştır. Çalışma dört bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, çalışmanın amacı, kapsamı ve araştırma metodolojisi belirtilmiştir. Ayrıca konfor, enerji verimliliği, rüzgar kuleleri dahil pasif iklimlendirme ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile ilgili genel bir bakış açısı sağlanmıştır. İkinci bölümde, çalışma kapsamında yer alan 11 adet rüzgar kulesi modeli tasarlanmış ve ANSYS programı ile simule edilmiştir. Üçüncü bölümde, elde edilen değerler rüzgar kulelerinin performanslarını ve oturma pozisyonunda kullanıcılar için termal konfor seviyesini tanımlamak için değerlendirilmiştir. Dördüncü bölümde, rüzgar kulesinin farklı fiziksel özelliklerinin hava akışı ve kullanıcıların termal konforu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. En iyi sonuç, 0.5 m açıklığa sahip tek yönlü rüzgar kulesi modeli (MO0.5) ve zemin seviyesinde iç açıklığa sahip rüzgar kulesi (Konfigürasyon 1) ile elde edilmiştir. Sonuçlara göre, oturma pozisyondaki kullanıcıların baş ile göğüs seviyelerindeki ortalama hava hızı 1,17 m/s ve 1.75 m/s ile en düşük düzeylerde elde edilmiştir. Daha sonra optimize edilmiş model ile daha iyi termal konfor koşulu elde edilmiştir. Çalışma kapsamında Ağustos ayı iklimsel koşulları dikkate alınarak yapılan araştırmanın diğer yaz ayları koşullarında da yapılması ve elde edilecek sonuçlar neticesinde bu tekniğin modern sistemlerle bütünleştirilerek Trabzon'daki yapıların mimari tasarım süreçlerine dahil edilmesi önerilmektedir.

Abstract:
In most structures, the thermal comfort of users is important. This study investigated the thermal quality of a classroom in which ventilation is realized with a windcatcher. The study consists of four parts. In the first part, the purpose of study, scope and research methodology were determined. In addition, an overview on comfort, energy efficiency, passive air conditioning, and computational fluid dynamics was provided. In the second chapter, eleven models were designed and simulated with ANSYS program. In the third chapter, the airflow behaviour was described for each model. The obtained values were evaluated to determine the windcatchers performances and the thermal comfort of sitting users. In the fourth chapter, the effects of different physical properties of the windcatcher on airflow and thermal comfort of the users are concluded. The best result was obtained with a unidirectional windcatcher model (MO0.5) which is 3m high, 1m wide and with a windcatcher entrance of 0.5 m high. According to the results, lowest value of average air velocity occuring at the head and chest level of the seated users of 1.17 m / s was obtained. Also, the model with internal opening at floor level (Configuration 1) provided more comfort with an average air velocity of 1.75 m / s at the head and chest of the seated users. Better thermal comfort conditions have been achieved with the optimized model. It is suggested that the research should be conducted considering the other climatic conditions of other summer months. This technique should be integrated with modern systems and included in the architectural design processes of the buildings in Trabzon.