Mekansal tasarımda heliostat sistemleri ile aydınlatma verimliliğinin simüle edilerek araştırılması ve optimize edilmesi

Abstract

Güneş enerjisinin yararları arasında en önemlisini söyleyecek olursak ilk söylenmesi gereken şeyler sınırsız ve sürdürülebilir olmasıdır. Sınırsız, maliyetsiz ve temiz bir enerji türü olan güneş enerjisi tüm alanlarda olduğu gibi mimari alanda da sıkça tercih edilmektedir. Günümüzde tüm yeni teknolojiler güneş enerjisi odaklı olarak yapılmaktadır. Güneş enerjisi hızla yükselen ve ilk sırada tercih edilen bir enerji kaynağı haline gelmektedir. Çalışmada, sürdürülebilir mimari alanında doğal gün ışığı ile mekanın aydınlatmasında kullanılan sistemler 3 boyutlu modelleme yardımı ile simüle edilerek sistem, malzeme üzerinde durularak aydınlatmada kazanç oranı hesaplanmıştır. Ülkemizde enerji tüketiminin yaklaşık olarak 1/4'ü aydınlatma ihtiyacına harcanmaktadır. Mekan aydınlatma sistemlerinde güneş ışığının önemi keşfedilmesi ile ortaya gün ışığı aydınlatma sistemleri ve tasarımlarının önemi çıkmıştır. Mekanlarda aydınlatma tasarımının temel amacı sağlık ve görsel konforu üst seviyede tutarak kaynak tüketimini en aza indirmektir. Bu çalışmada aydınlatma tasarımında yaygın kullanılan DIALux evo programı ile ev tipi heliostat sistemi kullanılarak mekan iç ve ışık ileten bölgelerinin aydınlık düzeyi, verimliliği, sağlık açısından uygunluk standartlarına göre hesaplanıp, çıktılar ile mekanın aydınlatma analizi yapılarak optimum değerler ortaya koyularak karşılaştırmalar yapılmıştır. Programda gözlem noktasına göre aydınlık düzeyi hesaplama, mekan iç bileşenlerine düşen aydınlık düzeyi ve eş aydınlık düzeyi değer çizgileri elde edilebilmektedir. Bu çalışmada ışık ve aydınlatmanın temel özellikleri ile önemine değinilerek, modern ve hesaplı ev tipi heliostat sistemi tanıtılarak özelliklerinden bahsedilmiştir. Bu sistemin özellikleri baz alınarak C4D modelleme programında 3 boyutlu olarak modellenmiştir. Oluşturulan model koşullu bir ortam içerisinde güneşin konumu, kuzey yönü, bina konum kaynaklı gölgeler ile hesaplamalar alınıp bu tip kullanışlı ve modern heliostat sistemlerinin aydınlatma kazanç performansı gözlemlenerek, veriler grafiklerle sunulmuş, gün ışığını dışarıda yakalayıp bina içerisine aktaran heliostat sistemi incelenmiştir.

If we want to talk about the most important benefits of solar energy, the first thing we should say is; it is unlimited and sustainable. Solar energy, which is an unlimited, costless and clean type of energy, is often preferred in architecture also as in all other areas. Today, all new technologies are made by focusing on solar energy. Solar energy is rapidly increasing and becoming the preferred energy source in the first place. In the study, the systems used in the illumination of the building with natural daylight in the sustainable architecture will be simulated with the help of 3-D modeling and therefore energy saving in illumination will be calculated by focusing on the system and material. Approximately one fourth of the energy consumption in our country is spent on lighting needs. With the discovery of the importance of sunlight in lighting systems in buildings, daylight lighting systems and their designs have emerged. The main objective of lighting design in buildings is, to minimize resource consumption by keeping health and visual comfort in a high level. In this study, DIALux evo program which is widely used in lighting design and home heliostat which is a home lighting system will be used in order to calculate the luminous intensity of interior and light-transmitting areas of the building, efficiency, health suitability standards and after making the lighting analysis with the obtained outputs, optimum values will be set forth and comparisons will be made. According to the observation point in the program, calculation of luminous intensity, intensity of the inner components of the structure and lines of luminous intensity values can be obtained. In this study, the importance of light and illumination will be emphasized and home heliostat system which is one of the modern and economical heliostat systems will be introduced and its features will be mentioned. Based on the features of this system, it will be modeled as 3D in the C4D modeling program. With the model created, in a conditional environment calculations will be made with the position of the sun, north direction, shadows sourced by building location and the lighting performance of such useful and modern heliostat systems will be observed. The data will be presented with graphics and the heliostat system which captures daylight outside and transfers it to the building, will be examined.