Saydam cephelerde enerji yükünün azaltılmasına yönelik bir karar destek sistemi önerisi
Suggestion for a decision support system to reduce cooling loads on transparent facades
Yazar: PEYMAN UMRE ERSAN
Danışman: PROF. DR. FİGEN BEYHAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Yer, yön, konum ve iklimsel verilerden bağımsız olarak tüm cephe yüzeylerinde benzer nitelikleri taşıyan saydam giydirme cephe sistemlerine sahip binalarda yaşanan problemlerin başında yaz aylarında iç mekânlarda oluşan aşırı ısınma ve oluşan enerji tüketimi artışı gelmektedir. Enerji performansına olumlu katkı sağlayabilmek için aşırı ısınma problemini göz önünde bulunduran mimari tasarım kararlarının alınması gerekmektedir. Çalışmada, saydam cephelere sahip yüksek katlı binalarda sıcak dönemde artan soğutma yükünü azaltmak amacıyla etkin tasarım stratejilerini tespit etmek ve tespit edilen stratejilerin etki düzeylerini belirleyen bir tasarım destek sistemi geliştirmek hedeflenmiştir. Bu amaçla kapsamlı bir literatür taraması yapılarak etkinliği bilimsel olarak kabul edilen soğutma stratejileri belirlenmiştir. Daha sonra uygulaması gerçekleşmiş, sürdürülebilir ve ekolojik yapı olma özelliği ile kabul görerek literatüre geçmiş, bütün cepheleri saydam olan 50 bina örneği analiz edilmiş ve literatürden elde edilen soğutma stratejilerinin uygulamalarda nasıl yer bulduğu ve etkinliği incelenmiştir. Tasarım karar konuları ile ilişkilendirilen soğutma stratejilerinin performans değerlendirmesi ve etki derecelerinin belirlenmesi amacıyla Cross'un beş dereceli skalasından yararlanılmıştır. Her strateji ikili karşılaştırma metodu ile teker teker karşılaştırılmış, önem dereceleri belirlenmiş ve etkinlik düzeylerinin tespiti için bağıl ağırlık matrisi hazırlanmıştır. Tüm stratejilerin amaç/fonksiyon puanları ve amaç/fonksiyon ağırlık değerleri kullanılarak en yüksek değerin en avantajlı durumu ifade ettiği toplam amaç/fonksiyon değerleri tespit edilmiştir. Sistemin belirlediği avantajlı stratejilerin sınanması amacıyla, mevcut bir ofis binasının iyileştirilmesi için senaryolar oluşturulmuş ve Design Builder simülasyon programıyla bu senaryoların soğutma yükleri hesaplanmıştır. Mevcut ofis binasında soğutma yükünü azaltma amaçlı geliştirilen senaryoların sonuçları simülasyon programıyla elde edilmiş, elde edilen sonuçlar analiz edilip karşılaştırılmış, bu veriler neticesinde geliştirilen tasarım destek sisteminin belirlediği avantajlı stratejilerin soğutma yükü üzerindeki etkileri sunulmuştur. Sonuç olarak geliştirilen tasarım destek sisteminin soğutma yüklerinin azaltılmasında tasarımcılara ilk tasarım aşaması itibariyle karar verme süreçlerinde doğru bir yönlendirme yapabileceği ispatlanmıştır.

Abstract:
Regardless of location, direction, location and climatic data, one of the main problems experienced in buildings with transparent curtain wall systems that have similar qualities on all facade surfaces is the increase in energy consumption, which occurs as a result of overheating indoors in the summer months, and therefore, as a result of cooling loads. In the study, it is aimed to identify effective design strategies in order to reduce the cooling load that increases in high-rise buildings with transparent facades in the hot period and to develop a design support system that determines the effect levels of the identified strategies. For this purpose, a comprehensive literature review was conducted to identify cooling strategies whose effectiveness is scientifically accepted. Fifty building examples, which have been implemented, have been accepted in the literature as a sustainable and ecological structure, all of which are transparent, have been analyzed and how cooling strategies obtained from the literature have a place in applications and their effectiveness have been examined. Cross's five-degree scale was used to evaluate the performance and determine the degree of effectiveness of cooling strategies associated with design decision issues. Each strategy was compared with the pairwise comparison method, their importance levels were determined and a relative weight matrix was prepared to determine the effectiveness levels. Finally, using the goal/function scores and goal/function weight values of all strategies, the total goal/function values, where the highest value represents the most advantageous situation, were determined. In order to test the advantageous strategies determined by the system, scenarios were created for the improvement of an existing office building and the cooling loads of these scenarios were calculated with the Design Builder simulation program. The results of the scenarios developed to reduce the cooling load in the existing office building were obtained with the simulation program, the results were analyzed and compared, and the effects of the advantageous strategies determined by the design support system developed as a result of these data on the cooling load were presented. As a result, it has been proven that the developed design support system can guide the designers correctly in the decision-making processes from the first design stage in reducing the cooling loads.