Toplu konut plan tipolojisinde rüzgâr kulesi entegrasyonunun ısıl konfor koşullarına etkileri
The effects of wind tower integration on thermal comfort conditions in mass housing plan typology
Yazar: ZEYNEP ÖRGEV
Danışman: DOÇ. DR. NESLİHAN TÜRKMENOĞLU BAYRAKTAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Geleneksel mimarideki en temel pasif soğutma yaklaşımlarından biri olan doğal havalandırma, yapının artı basınç bölgesindeki açıklıklarından alınan dış ortam havasının iç ortamda sirkülasyonunun sağlanarak eksi basınç bölgesindeki açıklıklarından dışarı atılmasıyla iç ortam ısıl konfor koşullarını sağlamaktadır. Soğutma ihtiyacının fazla olduğu sıcak – kuru ve sıcak – nemli iklim bölgelerinin geleneksel doğal havalandırma yaklaşımlarından biri rüzgâr kuleleridir. Rüzgâr kuleleri, rüzgâr basınç farkına ve sıcaklık farkına dayalı doğal havalandırma sistematiğini temel alan, hem enerji verimliliğine katkısı bakımından hem de geleneksel çözümlerin anlaşılması ve günümüze aktarılması açısından ele alınması gereken yapı bileşenleridir. Yapılan araştırmalarda rüzgâr kulelerinin, geleneksel konut plan tipolojisinden mekân organizasyonu, işleyiş biçimi ve formlarıyla farklılaşan günümüz toplu konut yapılarına adaptasyonu ve bu yapılarda havalandırma ve soğutma performansına etkisini ele alan yayınlara ulaşılamamıştır. Bu çalışmada, literatür araştırması sonucunda belirlenen boşluklar ve mimarlık alanındaki güncel sorunlar ele alınarak sıcak – kuru iklim koşullarındaki günümüz toplu konut tipolojilerinde rüzgâr kulelerinin iç mekân ısıl konfor koşullarına etkisinin uyarlanabilir (adaptive) konfor modeli ile değerlendirilmesi hedeflenmektedir. Çok katlı bir toplu konut yapısında, rüzgâr kulesi ve buharlaşmalı soğutmanın iç mekân iklimsel konfor koşullarına etkisinin değerlendirildiği birinci aşama alternatifleri ve farklı saatlerde rüzgâr kulesinin açıklık sayısının ve iç mekandaki kapı açıklık durumlarının değerlendirildiği ikinci aşama alternatifleri olmak üzere toplam 32 alternatif durum oluşturulmuştur. Bu alternatifler Designbuilder simülasyon programında modellenerek CFD analizleri yapılmış ve sonuçlar uyarlanabilir konfor modeli ile değerlendirilmiştir. Yapılan analiz ve değerlendirmeler, sıcak – kuru iklim bölgelerinde bulunan çok katlı yapılarda doğal havalandırma ve ısıl konfor koşullarının sağlanabilmesi için rüzgâr kulesinin etkili bir çözüm olabileceğini göstermektedir.

Abstract:
Natural ventilation, one of the most basic passive cooling approaches in traditional architecture, provides indoor thermal comfort conditions by circulating the outdoor air taken from the openings in the positive pressure region of the building and expelling it from the openings in the negative pressure region. Wind towers are one of the traditional natural ventilation approaches in hot-dry and hot-humid climate regions where the cooling need is high. Wind towers are building components based on natural ventilation systematics based on the wind pressure difference and temperature difference, which need to be addressed both in terms of their contribution to energy efficiency and in terms of understanding and transferring traditional solutions to the present day. In the research conducted, no publications could be found dealing with the adaptation of wind towers to today's mass housing structures, which differ from the traditional housing plan typology in terms of space organization, functioning, and forms, and their effects on ventilation and cooling performance in these buildings. In this study, it is aimed to evaluate the effects of wind towers on indoor thermal comfort conditions in today's mass housing typologies in hot-dry climate conditions with an adaptive comfort model by addressing the gaps identified as a result of the literature research and current problems in the field of architecture. A total of 32 alternative situations were created, including the first-stage alternatives, in which the effect of the wind tower and evaporative cooling on indoor climatic comfort conditions in a multi-story mass housing structure were evaluated, and the second-stage alternatives, in which the number of openings of the wind tower and the door opening situations in the interior at different hours were evaluated. These alternatives were modeled in the Designbuilder simulation program and CFD analyses were performed and the results were evaluated with the adaptive comfort model. Analysis and evaluations show that wind towers can be an effective solution to provide natural ventilation and thermal comfort conditions in multi-story buildings located in hot-dry climate regions.