Kentsel tasarımda güneş enerjisinden optimum yararlanma konusunda bir araştırma ve İstanbul'da çeşitli uygulama örnekleri

Son yıllarda tüm dünyada ortaya çıkan petrol bunalımı, giderek bilim adamlarını, yeni enerji kaynakları arayışına zorlamış ve böylece alışılmamış birçok enerji kaynağı ile birlikte güneş ener j isinden yararlanma konusu yeniden güncellik kazanmıştır. Bugün birçok teknolojik alan dışında, konutların da enerji gereksinimini güneş enerjisinden aktif ve pasif sistemlerle karşılama çabaları sürdürülmektedir. Bu konuda, özellikle ülkemizde, yapılan çalışmalar henüz uygulama aşamasının başındadır. Bu çalışmada, geleneksel planlamanın özü aynı kalmak koşuluyla, güneş ışınımından optimum yararlanabilmek açısından kent planlamasına getirilecek yenilikler ve bu konu ile ilgili üç ayrı imar planı uygulaması örneği üzerinde yapılan bir araştırma yer almaktadır. Tez girişle birlikte dört bölümden oluşmaktadır. Giriş bölümünde, kentsel tasarımda bölge özelliklerine en uyumlu çözümün gerçekleştirilmesi ve böylece konfor koşullarının sağlanmasında kullanılacak ek enerji kaynaklarının en aza indirilmesinin amaçlandığı belirtilmektedir. Birinci bölüm, konunun tanıtımı ve ülkemiz için önemini içeren dört kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısımda, kent planlamada ek harcamaya gerek göstermeyen, çoklukla geleneksel planlama için saptanan yoğunluğu sağlayabilen, ancak düzenlemedeki farklılıklarla yararlanılabilecek ve böylece konfor koşullarını sağlamada ek ısıtma ve soğutma yükü harcamalarını en aza indire bilecek, güneş enerjisinden yararlanma konusunun önemi hatta zorunluluğu anlatılmaktadır. İkinci kısımda güneş enerjisinden yararlanmanın tarihsel gelişiminden ve mimarlık alanında, bu konudaki ilk çalışmalardan söz edilmektedir. Üçüncü kısımda umutla bağlanılan güneş, tanıtılmakta ve bilimsel araştırmaların sonuçlarına dayanılarak, güneşin 4 milyar yıl daha enerji kaynağı olmaya devam edeceği belirtilmektedir. Bu bölümde özetle; Güneşin yapısı nasıldır, enerjisi ne kadardır, güneş ışınımının değişiminde ne gibi etkenler rol oynamaktadır, Türkiye güneş ışınımlarından yararlanabilme açısından yerküre üzerinde nasıl bir konuma sahiptir? sorularının yanıtları yer almaktadır. Bölümün sonunda birinci bölümün içeriğinden elde edilen sonuçlar yer almaktadır. İkinci bölümde, güneş etkisine bağlı kentsel tasarım ve yerleşim alanının seçimi, binaların ve kentlerin yönlendirilmesi, ulaşım akslarının düzenlenmesi, binaların göreli konumlarının belirlenmesi, binaların biçimlendirilmesi ve kent strüktiiriinün belirlenmesi, kent planlamada güneş r enerjisinin optimizasyonunda arazi düzenlemenin etkilerinden oluşan 'güneş etkisine bağlı kentsel tasarım parametreleri' tanıtılmakta ve her birinin yerleşim üzerindeki güneş ışınımı etkisinin optimizasyonımdaki yeri konu edilmektedir. Doğal olarak, yeni bir kent ya da mevcut kentlerin gelişiminin planlanması öncelikle yerleşim için uygun alan seçimi ile başlar. Güneş etkisine bağlı kentsel tasarımda amaç, bulunulan iklim bölgesinde iklim ve iklimin en önemli elemanı olan güneşin bölge üzerindeki etkilerini optimize etmek olduğundan, yer seçiminden arazi düzenlemeye değin tüm tasarım parametreleri, ülkemiz için saptanan beş iklim bölgesi için ayrı ayrı etüd edilmiştir. - - İkinci bölümün birinci kısmında, iklim bölgeleri tanıtılmış ve yerleşim alanının seçiminde rolü olan etkenler ve bunların farklı iklim bölgelerinde yerseçimindeki rolleri açıklanmıştır. Yönü ve eğim yüzdesi ile topografik düzen, yerleşim alanının seçiminde en önemli etkendir. Farklı yönlere eğimi olan arazilerin güneş ışınımlarından yararlanma olanakları farklıdır. Bulunulan iklim bölgesine göre, atmosfer koşulları, mevcut bitki örtüsü, küçük ya da büyük su kitleleri ve yükselti de yerleşim alanının seçiminde önemli rol oynamaktadır. Tüm bu etkenler yanında arazi formasyonunun dolaylı etkisi ile oluşan rüzgarların da yerseçimindeki rolleri belirtildikten sonra, birinci kısmın sonunda, farklı iklim bölgeleri için, yeri eşil ebilecek en uygun arazi konumları ve ılımlınem- li iklim bölgesi için bir uygulama çalışması yer almıştır. Güneş etkisine bağlı kentsel tasarımda ikinci aşama, binaların dolayısıyla kentlerin optimum yöne açılmasını sağlamaktır. Binaların yönlendirilmesi, en çok kullanılan hacimlerinin, en sıcak dönemde an az, en az sıcak dönemde de en fazla güneş ışınımı alacak yöne açılması demektir. Kentin optimum yöne açılmasını sağlamak için, öncelikle uygun yer seçmek gerekmektedir. Daha sonra kentin strüktürünü oluşturan ve en önemli kentsel tasarım parametresi olan ulaşım akslarının uygun düzenlemesinde, kentin iyi yönlendirilmesini kolaylaştıracaktır. Bu görüş açısından hareketle ikinci bölümün ikinci ve üçüncü kısımlarında ulaşım aksların düzenlenmesi ve binalar ve kentlerin yönlendirilmesi konusu incelenmiştir. Değişik iklim bölgelerinde binaların yönlendirilmesini etkileyecek ulaşım akslarının doğrultularının ne şekilde olması gerektiği belirtilmiş ve mevcut yerleşimlerdeki uygun doğrultuda olmayan ulaşım akslarına bitişik parsellerde bina yönlendirilmesi için pratik çözümler önerilmiştir. Soğuk iklim bölgelerinde ve ılımlı iklim bölgelerinde en sıcak dönemler dışında, güneş ışınımlarından her zaman yararlanmanın söz konusu olduğu rahatlıkla söylenebilir. Ilımlı iklim bölgelerinde, he Curbusier'in de sözünü ettiği gibi en az sıcak dönem koşullarını dikkate almak ve gerekiyorsa en sıcak dönemde binada alınan önlemlerle güneş ışınımlarından korunma yoluna gitmek, daha önemli olmaktadır. Bu da binaların göreli konumlarının uygun bir şekilde belirlenmesi, dolayısıyla güneş ışınımına en fazla gerek duyulan ancak, binaların ya da her türlü engelin gölgesinin en uzun olduğu 21 aralıkta güneş ışınımlarından yararlanabilmeyi sağlamakla gerçekleştirilir.- V - İkinci bölümün beşinci kısmında, binaların biçimlerinin iklimlere göre güneş ışınımlarından yararlanmaya etkileri ve her iklim bölgesi için yeğlenen kent strük- türlerinden söz edilmektedir. Farklı iklim bölgelerinde yer alacak binaların en uygun biçimleri bilim adamlarınca değişik yöntemlerle saptanmış ve kütle etkisinin ısı kazanç ve kayıplarını en aza indirdiği, yüksek apartmanlarda ısı kayıplarının az, buna karşın ince ve yüksek yapıların kalıcı gölgelerinin uzun ve alçak binalara oranla daha az olduğu ortaya konmuştur. Ayrıca soğuk iklim bölgelerinde, kareye yakın biçimlerin uygun olması dışında, öteki iklim bölgelerinde, ancak iklim bölgesine göre değişik oranlar da olmak koşuluyla doğu-batı aksında uzun olan binaların en avantajlı biçim olduğu sonucuna varılmıştır. Sıcak iklim bölgelerinde rüzgara açık ancak oldukça gölgelenmiş, soğuk iklim bölgelerinde ise, güneş ışınımlarından en fazla yararlanmayı sağlayan hakim rüzgara kapalı kent strüktürleri yeğlenmelidir. Ilımlı iklim bölgeleri ise, güneş etkisine bağlı kentsel tasarım ölçütleri dikkate alınmak koşuluyla,, değa ile kaynaşmaya olanak sağlayan serbest. planlamaya,. en uygun bölgelerdir., Bu bölümde son olarak, gölgeleme elemanları, yansıtıcılar, nemlendiriciler, rüzgar kırıcı ve yönelticileri ile arazi düzenleme araçları ve bunların kentsel tasarımdaki rolleri tanıtılmıştır. Arazi düzenleme çalışmaları, yer seçiminde uygun yöne açılan arazi parçalarında bütünlük sağlamak amacıyla topografyanın düzenlenmesinden, rüzgar yönünü değiştirmek için arazi üzerinde tepecikler oluşturmaya kadar birçok alanı içermektedir. Bunlar arasında en önemlisi, binalardaki ısı kayıplarına etkisinin fazla olduğu bilinen hakim rüzgarın yönünü değiştirmek ya da etkisini azaltmaktır. Diğer önemli konu ise, yerleşim üzerindeki güneş ışınımını etkileyecek engellerin istenilen koşulları sağlamaya yönelik olarak yerleştirilmesidir. Bölümün sonunda ikinci bölümün içeriğinden elde edilen sonuçlar yeralmakt-adır. Kentsel tasarımda güneş ışınımlarından optimum yararlanma konusu bu şekilde tanıtıldıktan sonra, son bölümde, kentsel tasarımın tüm parametrelerini içermemekle birlikte, konunun önemini vurgulamak için, kentsel tasarım ölçütlerinin gözetildiği bir uygulamanın, güneş ışınımlarından yararlanmadaki katkısı bir araştırma ile ortaya konmak istenmiştir. Bu amaçla ilk olarak, İstanbul il sınırları içerisinde üç ayrı imar planı uygulamasına örnek olarak seçilen, Nişantaşı, Yeşilyurt ve Kadıköy -Erenköy ' de (KAKS -1.8) birkaç yapı adasından oluşan inceleme birimlerin de mevcut ve imar planına göre gelecekteki durumları belirlenmiş ve her birim için kritik gölgenin söz konusu olduğu 21 aralıktaki gölge durumları araştırılmıştır. Daha sonra farklı esaslardan hareket edilerek yapılan üç ayrı yeni düzenleme için gölge durumları belirlenmiş ve güneş ışınımı etkileri dikkate alınarak yapılan düzenlemelerin güneşlenme durumlarındaki farklılıklar sayısal değerlerle belirlenmiştir. Böylece imar planlarının uygulamalarında kullanılan yönetmeliklerin yetersiz oldukları ortaya konulmuş, güneş enerjisinden yararlanma konusunda bu üç tür yerleşimin daha olumlu duruma nasıl getirilecekleri araştırılmıştır. Çıkarılan sonuçlar İstanbul için geçerli olmakla birlikte, aynı yöntem her kent için kendi parametreleri göz önünde tutulmak koşulu ile uygulanabilecektir. Yukarıda açıklanan amaç doğrultusunda geleneksel planlamanın özü aynı kalmak koşuluyla güneş enerjisinden optimum yararlanabilmek açısından imar planı tasarımcılarının dikkat etmesi gereken hususlar ortaya konulmuş bulunmaktadır.