Geleneksel ve modern bağ evi örneklerinin soğutma enerjisi korunumunda etkili olan tasarım değişkenleri açısından değerlendirilmesi
The evaluation of traditional and modern summer house samples in terms of design parameters which are effective in cooling energy savings
Yazar: ASLI BALCIOĞLU
Danışman: ÖĞR. GÖR. ŞULE FİLİZ AKŞİT ; YRD. DOÇ. DR. GÜLTEN MANİOĞLU
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
İlk insandan itibaren var olan yerleşme ihtiyacının temelinde, dış ortamın zorlayıcı iklim koşullarından korunma ihtiyacı vardır. Bu ihtiyaç doğrultusunda insanlar yerleşim yerlerini belirlerken su, güneş ve rüzgar gibi çevresel unsurlardan optimum yararlanmayı ana ilke olarak belirlemiştir. Öncelikli amaç yılın her döneminde (ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemlerde) konfor koşullarının sağlanmasıdır. 
Binalarda enerjinin çoğunluğu işletim döneminde iç mekânda kullanıcı konforunun sağlanması amacıyla kullanılmaktadır. İç mekân konfor koşullarının sağlanabilmesi için yapıların dış ortam koşullarının göz önünde bulundurularak tasarlanmış olması en büyük gerekliliktir. 
Anadolu?da farklı karakteristik özelliklere göre belirlenmiş iklim bölgelerindeki tasarımlar incelendiğinde; ısıtmanın istendiği ve istenmediği dönemin baskınlığına göre tasarımda etken dönem belirlenmiş ve tasarımlar bu şekilde geliştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda zaman içinde şekillenen tasarımlar bulundukları bölgelere ait optimum durumları sağlamıştır. Sıcak nemli ve sıcak kuru iklim bölgelerinde ısıtmanın istenmediği dönem hâkim olup, ılımlı nemli ve ılımlı kuru iklim bölgelerinde ısıtma istenen döneme göre tasarımlar öncelik kazanmıştır. Ancak ılımlı nemli ve ılımlı kuru iklim bölgelerinde her ne kadar ısıtma istenen dönem tasarımda etken dönem olarak belirlense de,  bu bölgelerde yaz aylarının aşırı sıcak etkisi göz ardı edilmemekte ve ısıtmanın istenmediği dönemlere de tasarımlarda önem verilmektedir. 
Son yıllarda özellikle ısıtmanın istenmediği dönemde, iç çevrede istenen iklimsel koşulların dış çevredekinden çok farklılık göstermesi sebebiyle soğutma enerjisi kullanımına duyulan ihtiyaç giderek artmaktadır. Bilindiği gibi, kullanıcının iklimsel konfor durumunda bulundurulmasının kullanıcı performansı ve iş verimi açısından önemi büyüktür. Bina içinde konfor koşullarının gerçekleştiği durumlarda insanın fizyolojik, fiziksel ve entelektüel performansı maksimum düzeye erişir. Bu nedenle, ısıtmanın istenmediği dönemde, soğutma enerjisinin kullanımında görülen artışa karşın; soğutma sistemlerinin ilk yatırım maliyetinin çok yüksek olması ve elektrik enerjisi kullanımının ve üretim maliyetinin yüksek boyutlara ulaşması yapma soğutma enerjisi harcamalarının minimum düzeye indirgenmesini zorunlu kılmaktadır. Bu zorunluluk karşısında, ilk yatırım ve kullanım maliyetini minimuma indirgeyen pasif yollara başvurulmalıdır. 

Anadolu?da iklim ve topografyayla uyumlu geleneksel binalarda görülen iklimsel tasarım örnekleri, günümüzün enerji etkin binalarının tasarlanmasına yardımcı olmalı ve binalarda konfor koşullarının sağlanmasında büyük paya sahip enerji kullanımının azaltılmasını sağlamalıdır.
Ülkemizde farklı iklim bölgelerindeki geleneksel yerleşimler incelendiğinde; binalarda mimari tasarım ilkelerinin ve kullanılan malzemelerin bölgeden bölgeye farklılık gösterdiği, ancak geçmişten gelen bu tasarım bilincinin yakın geçmişte inşa edilen binalarda görülmediği tespit edilmiştir.
Anadolu?nun diğer bölgelerinde olduğu gibi, iklim, topoğrafya ve sosyal yaşantıya paralel olarak inşa edilen geleneksel Kayseri bağ evleri; büyük onarımlar gerektirmesi, bu işlemlerin pahalı ve zor olması gibi nedenlerden dolayı korunamamakta ve gün geçtikçe varlıklarını yitirmektedir. Geleneksel bağ evleri korunmamasına rağmen, yaz aylarında bağ evinde yaşama kültürü devam etmekte ve bu kültür yeni bağ evleri inşa edilerek sürdürülmektedir.  
Bu çalışma, Kayseri bağ evlerinin pasif soğutma ilkelerinin değerlendirilmesi açısından önem kazanmaktadır. Bu bağlamda geleneksel bağ evlerinin sahip olduğu değerin bina sahipleri ve yerel yönetim tarafından anlaşılması ve korunmasının sağlanması, diğer yandan Kayseri?de hızla yapımı devam eden modern bağ evi tasarımlarına enerji etkinliği açısından ışık tutması beklenmektedir.
Pasif soğutma ilkelerinin Kayseri bağ evleri üzerinden değerlendirilmesinde öncelikle benzer kullanım amaçları doğrultusunda inşa edilmiş, geleneksel ve modern bağ evleri seçilmiştir. Bağ evlerinin seçimi ile birlikte, belirlenen hacimlerde ölçme yöntemi kullanılmış ve ısıtmanın istenmediği dönemde saatlik sıcaklık ölçümleri yapılmıştır. Ayrıca her iki bağ evi dijital ortamda modellenmiş ve belirlenen hacimlerin soğutma yükleri hesaplanmıştır. İki bağ evi için elde edilen ölçümler ve soğutma yükleri karşılaştırılmıştır. Sıcaklık ölçümlerinden gelen mevcut verilere göre iki bağ evi arasındaki ilişki irdelenmiş ve bu doğrultuda modelleme ile elde edilen soğutma yükleri sonuçlarına göre karşılaştırılarak değerlendirme yapılmıştır.
Sonuç olarak, geleneksel bağ evinin bina kabuğunun istenen konfor şartlarını sağlayacak özelliklere sahip olduğu, modern bağ evinin bina kabuğunda ise iyileştirmeler yapılması gerekliliği ortaya çıkmıştır.

Abstract:
The requirement of protecting from the external environment?s challenging climatic conditions is being existed from the primitive men?s settlement needs. According to these requirements, men always aim to benefit from water, sun and wind on optimal conditions. In every period of the year (required heating period and rejected heating period) the primary goal is to provide comfort conditions.
The majority of energy usage in buildings is produced in order to ensure the comfort of the users in the interior space. The buildings must be designed considering the external environment for providing the internal comfort conditions.
According to the different climate regions of Anatolia, the characteristic features designs are examined based on the dominance of the required heating period ant the rejected heating period and designs have been developed in this way. For this purpose, the optimum conditions of the regions in which design has shaped over time. On hot-humid and hot-dry climate regions desired heating period is dominated, and on mild-moist and mild-dry climate regions, compared to the desired heating period designs takes precedence. 
However, although mild, moist and mild-dry climate regions are determined as the time factor in the design of required heating period, ignoring the effect of these regions are not too hot in the summer and heating designs, attention is paid to the rejected heating periods. 
In rejected heating periods, especially in the last few years, the desired climatic conditions in interior areas vary from outside environment conditions, due to this case the need for the use of cooling energy is increasing by degrees. As we know, keeping the user in comfort affects the user?s performance and work efficiency. When comfort conditions occur in building, human physiological, physical and intellectualist performance reaches to the maximum level. Therefore, in the rejected heating period, despite the increase in the use of cooling energy; high cooling system?s initial investment, electricity use and high cost of production necessitates makes cooling energy expenditure to a minimum in compulsory. With this compulsory, to decrease the initial investment and operating costs man must consult to passive designs.


The examples of climatic design compatible with the climate and topography that seen in Anatolia, should assist in the design of today's energy-efficient buildings and reduce energy use in buildings to provide comfort conditions.
In our country, when the traditional settlements in different climatic regions are examined, it can be seen that the principles of architectural design and the materials used in buildings differ from region to region. But the awareness of these different designs for different climate regions couldn?t be reached to the recent years.
As in other regions of Anatolia; the summer houses in Kayseri that built in parallel to the climate, topography and social life cannot be conserved due to the high repairing costs and its difficulties, and so the houses lose assets day by day. Although traditional summer houses cannot be conserved, in Kayseri the culture of living in summer houses is continuing with building new ones.
This study is important for the evaluation of the principles of passive cooling strategies in Kayseri summer houses. In this context, the building owners and local government should be aware of the value of the traditional summer houses in Kayseri. On the other hand, with this study its expected to shed light on the ongoing construction of new summer houses with the achieved datas from the traditional summer houses.
While evaluating the passive cooling principles on the Kayseri?s summer houses, primarily same purposed built traditional and modern summer houses have been selected. With the selection of houses, in the rejected heating period, in the selected rooms of houses? hourly temperature measurements were made. In addition to measurements, houses were modeled digitally and cooling loads were calculated. For both of the houses temperatures measurements and cooling loads were compared. According to the data, the relationship between two houses was examined and with the reached cooling loads, houses were compared and summarized.
Finally, it?s seen that the traditional summer houses? building envelope provides the comfort conditions but the modern houses? building envelope doesn?t and should be improved in accordance with the necessities.
Even though the traditional summer houses? building envelope details are unproper with the U values in TS 825 (the regulation of thermal insulation on buildings) and higher than the values in it, it?s air temperature is lower than the values of the modern summer house, and also it has little or no cooling energy consumption provided. Traditional houses? existing cooling loads are lower than the improved (with the datas taken from the TS 825) modern summer houses? cooling loads.
When all of the datas are considered, for ensuring the internal climate comfort conditions and reducing the cooling loads;
?	Reducing the direct solar radiation with reducing the transparency rate of volumes which are directed to the southern directions that gains so much solar radiation,
?	To build some parts of the buildings in the earth where is cooler than the outside air tempereature in rejected heating periods,
?	In the organisation of volumes there should be association with semi-open spaces,
?	To prevent the unwanted solar heat gains, solar control (moving) elements should be used in front of windows,
?	In the rejected heating period, the values that determined in TS 825 (the regulation of thermal insulation on buildings) are inadequate and ineffective
can be seen.