Mimari tasarım sürecinde doğal havalandırma ilkeleri
Natural ventilation principles during the process of architectural design
Yazar: SELMA KÜÇÜKER
Danışman: DOÇ. DR. SERVER FUNDA KERESTECİOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Bina Araştırma ve Planlama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
İnsan sağlığı ve enerji tasarrufu bakımından konutlarda doğal havalandırma ilkeleri ve ilkelerin ölçütleri tasarım sürecinde belirleyici unsurlardır.
Yapılan tez çalışmasının amacı; doğal havalandırma ilkelerini ve ölçütlerini belirlemektir.
Çalışmanın alt amaçları;
-	Konutların içindeki havanın kirlenme nedenleri nelerdir?	
-	Doğal havalandırma tanımı nedir?
-	Doğal havalandırma yöntemleri nedir?
-	Konutlarda doğal havalandırma ilkeleri nelerdir?
-	Konutlarda doğal havalandırma ilkelerin ölçütleri nelerdir?
-	Konuya ilişkin uluslararası yaklaşımlar nelerdir?
olarak tespit edilmiştir.
Çalışmada kullanılan yöntem;
Birinci bölümde; tez çalışmasının konu alanı ve kapsamı tanımlanmıştır.
İkinci bölümde; yapı biyolojisi başlığı altında dış ile iç mekanlar arasında hava kirliliği açısından farklar ve dış ile iç mekanlarda bulunan kirleticilerin sağlık üzerindeki etkilerin incelenerek bina, çevre, kullanıcı sağlığı ilişkisi bağlamında yapı biyolojisi kavramı araştırılmıştır. 
Havalandırma başlığı altında, havalandırma gereksinimi, hava kirliliği ve oluşumu, hava kalitesi ve hava kirliliği ölçütleri, standartları incelenmiştir. Doğal ve mekanik havalandırma tanımlanarak yöntemleri ve sistemleri incelenmiştir.  
İkinci bölümün değerlendirmesinde çevre ve insan sağlığı ilişkisi bağlamında hava kirliliğinin ve kirletici maddelerin insan sağlığı üzerinde ne tür etkilere sebep olabileceği ve temiz hava gereksinimi tespit edilmiştir. Konutların havalandırmasının doğal yöntemler ve mekanik sistemler ile nasıl gerçekleştiği ortaya konulmuştur. Değerlendirme genel yerleşim ölçeğinden bina ölçeğine indirgenilerek konut üzerinde sabitlenmiştir. Konut içinde bulunan havanın belirli periyotlarda havalandırılarak değiştirilmemesi havanın kirlilik oranının artışına sebep olmaktadır. Temiz hava kullanıcının öncelikli ihtiyacı olarak belirlenmiştir. Hava kirliliğinin oluşumu böylelikle muazzam bir önem arz etmektedir. 
Üçüncü bölümde; doğal havalandırma tasarım ile ilişkilendirilerek, konutlarda doğal havalandırma ölçütleri yerleşme ve bina ölçeğinde araştırılmıştır. İnceleme kapsamında öncelikle yerleşme ölçeğinde rüzgarın binaya nasıl ulaştığını ve çevre binaların rüzgar üzerindeki etkilerini irdelemek için Autodesk Flow Design isimli BIM destekli program ile analiz edilmiştir. Yerleşme ve bina ölçeklerinde
-	rüzgarın esme yönü, 
-	esme hızı, 
-	bina kabuğunda bulunan boşlukların boyutları 
-	iç mekanın hacmine ilişkin bilgiler 
Debi değeri ile ASHRA standardını içeren formüller kullanılarak bağdaştırılmıştır. 
İncelemenin devamında örnek bir konutun hangi yöntem doğrultusunda havalandırıldığı hususunda ilgili alanın 
-	kaç cephesinin boşluklar içerdiği, 
-	kat sayısı, 
-	derinlik ve iç yükseklik oranı, 
-	yatay ve dikey düzeyde boşlukların ilişkileri 
değerlendirilmiştir.  
Üçüncü Bölümün değerlendirmesinde  konutlarda doğal havalandırma ölçütleri yerleşim ve bina ölçeğinde tespit edilmiştir. Yerleşme ölçeğinde Flow Design isimli simülasyon programı, bina ölçeğinde ise Debi ile ASHRAE standartlarını içeren formüller ve havalandırma yöntemlerine yönelik doğrulama hesapları ile kullanıcı gereksiniminin karşılanmasını değerlendirmeye yönelik bir yaklaşım geliştirilmiştir.
Dördüncü bölümde; uluslar arası yaklaşımlar başlığı altında Weimar Cumhuriyeti İmar yasası, ‟Işık, Hava, Güneş" felsefesi ve ‛Cam Zincir' gruplaşması ile avrupada modern şehircilik akımında sağlıklı sosyal konut gelişiminden örnek olarak ‛Hufeisensiedlung' incelenmiştir.
Dördüncü bölüm değerlendirmesinde; modern mimarlık bağlamında mimarlık tarihinde yer edinmiş yasal yaklaşım olarak Weimar Cumhuriyeti İmar yasasının ve felsefi olarak ‟Işık, Hava, Güneş" felsefesi ve ‛Cam Zincir' gruplaşmasının günümüz mimarisini etkilendiği görülmüştür. 
Konforlu ve kaliteli yaşamın sağlanması amacıyla Almanya'da bahsi geçen fikri yaklaşımlar doğrultusunda oluşmuş yaygın yapılaşmalar kapsamında çift taraflı havalandırma prensibinin ve insani ihtiyaçları karşılayacak ölçülerin kullanılarak uygulandığı tespit edilmiştir.
Beşinci bölümde; öncelikle Üsküdarda bulunan bir örnek konut seçilmiş olup konumu, hakim rüzgar ilişkisi, topografik konumu, bina özellikleri ve bina tasarımı hususunda incelenmiştir. İnceleme sonrasında örnek konut üçüncü bölümde tasarlanan yaklaşım bağlamında değerlendirilmiştir.
Beşinci bölümün değerlendirmesinde; tasarlanan değerlendirme yaklaşımı Üsküdarda bulunan örnek konut üzerinde uygulanmış olup kullanıcı temiz hava gereksiniminin karşılanıp karşılanamadığı hususta bulgulara ulaşılmıştır.
Altıncı bölümde; çalışmanın sonuçları Üsküdarda bulunan örnek proje üzerinden gerçekleştirilen değerlendirmelerde
-	yerleşme ölçeğinde Flow Design isimli simülasyon programı
-	bina ölçeğinde ise Debi ile ASHRAE standartlarını içeren formüller 
-	havalandırma yöntemlerine yönelik doğrulama hesapları 
ile kullanıcı gereksiniminin olumlu karşılanabildiği saptanmıştır.
-	doğal havalandırma ölçütlerin ve ilkelerin tasarım süreci ile birleştirilmesi gerektiği görülmüştür.

Abstract:
In terms of human health and energy saving, natural ventilation principles and principles criteria are the determining factors in the design process.
The aim of this thesis study; To determine the principles and criteria of natural ventilation.
The subheadings of the study are;
-		 	What are the causes of air pollution inside the houses?
- What is the definition of natural ventilation?
- What are natural ventilation methods?
- What are the principles of natural ventilation in housing?
- What are the criteria of the principles of natural ventilation in housing?
- What are the international approaches?
The method used in the study;
In the first section; The subject area and scope of the thesis are defined.
In the second part; The concept of building biology was investigated in the context of building, environment and user health relationship by examining the differences in terms of air pollution between exterior and interior spaces under the heading of building biology and the health effects of pollutants present in the interior and exterior spaces.
Under the ventilation hood, ventilation requirement, air pollution and formation, air quality and air pollution criteria and standards were examined. Natural and mechanical ventilation is defined and its methods and systems are examined.
In the evaluation of the second part, in the context of the relationship between environment and human health, what kind of effects of air pollution and pollutants will be on human health and the need for fresh air were determined. It has been demonstrated how the ventilation of the dwellings takes place with natural methods and mechanical systems. The assessment was reduced from the general settlement scale to the building scale and fixed on the housing. Failing in change of the air in the house by ventilating in certain periods causes an increase in the air pollution rate. Clean air has been determined as the primary need of the user. The formation of air pollution is thus of great importance.
In the third part; Natural ventilation criteria were investigated in residential and building scales in relation with natural ventilation design. Within the scope of the review, it was first analyzed with the BIM-supported program named Autodesk Flow Design to examine how the wind reaches the building at the settlement scale and the effects of the surrounding buildings on the wind. In settlement and building scales 
- wind blowing direction,
- blowing speed,
- dimensions of the gaps in the building shell
- information about capacity of the interior
were reconciled by using formulas containing flow rate value and ASHRA standard.
In the continuation of the investigation, in the method of ventilation of a sample house, the relevant area
- how many facades contain voids,
- number of floors,
- depth and internal height ratio,
- Relationships of gaps at horizontal and vertical levels
was evaluated.
In the evaluation of the Third Section, the natural ventilation criteria in the houses were determined on the scale of the settlement and the building. An approach has been developed to evaluate the meeting of the user requirement with the simulation program named Flow Design at the settlement scale, and the verification calculations for the formulations containing Debi and ASHRAE standards and ventilation methods at the building scale.
In the fourth section; Under the heading of international approaches, 'Hufeisensiedlung' has been examined as an example of healthy social housing development in the modern urban flow in Europe with the Weimar Republic Zoning Law, 'Light, Air, Sun' philosophy and 'Glass Chain' grouping.
In the fourth section evaluation; In the context of modern architecture, it has been observed that the law of Zoning and the "light, air, sun" philosophy and "Glass Chain" grouping philosophically affect today's architecture.
In order to provide a comfortable and high-quality life, it has been determined that the double-sided ventilation principle and the measures that will meet humanitarian needs are applied within the scope of widespread constructions formed in line with the intellectual approaches mentioned in Germany.
In the fifth section; First of all, a sample house in Üsküdar has been selected and it has been examined in terms of its location, prevailing wind relationship, topographic location, building features and building design. After the review, the sample house was evaluated in the context of the approach designed in the third section.
In the evaluation of the fifth section; The designed evaluation approach has been applied on the sample residence in Üsküdar, and findings have been reached as to whether the user needs fresh air.
In the sixth section; The results of the study are based on the evaluations made on the sample project in Üsküdar. Via:
- Flow Design simulation program in settlement scale
- In the building scale, formulas containing Flow and ASHRAE standards
- Verification calculations for ventilation methods
It was determined that user requirement can be met positively.
- It was observed that natural ventilation criteria and principles need to combined with the design process.