Ofis mekanlarında dinamik cam ve güneş kırıcı kullanımının görsel konfor ve enerji performansı bakımından irdelenmesi

Abstract

Günümüzde teknolojik gelişmeler ve bu gelişimin mimariye yansımasına paralel olarak kullanıcı odaklı, enerji etkin, sürdürülebilir tasarım kararları ve uygulamalar etkin olarak ele alınmaktadır. Yapı kabuğu binanın çevresel etkilerle doğrudan ilişki kuran, binadaki enerji tüketimi, iç mekânda gün ışığı kullanımı gibi konfor ve performansa yönelik parametreleri etkileyen ve bu özellikleri ile uyarlanabilir niteliklerin en kapsamlı araştırıldığı bir çalışma alanı haline gelmiştir. Uyarlanabilir yapı kabuğu üzerine güncel araştırmalar devam etmekte olup bu çalışmalar malzeme alanındaki çalışmalarla da desteklenmektedir. Dış uyaranların etkisiyle kendi kendine tersinir şekilde özelliklerini değiştirebilen akıllı malzemelerin de yapı kabuğunun enerji verimliliği ve sürdürülebilirliğini geliştirmeye yönelik çalışmalarda bir uyarlanabilirlik parametresi olarak ele alındığı görülmektedir. Teknolojik gelişmelerle birlikte yapı malzemelerindeki çeşitlilik, malzeme özelliklerinin değişip gelişmesi, ihtiyaca göre kullanıcı konforunu sağlamaya yönelik akıllı malzemelerin uyarlanabilir cephelerle birlikte kullanımı yaygınlaşmaktadır.Bu tez çalışması uyarlanabilir yapı kabuğu ve akıllı malzemelerin ilişkisine odaklanmaktadır. Gelişen yapı teknolojileri, enerji etkin uygulama gereksinimleri, kullanıcı konforunun artan önemi doğrultusunda gün ışığı aydınlatması, güneş ışınımı ve enerji performansı ile yapı kabuğunun saydam yüzeylerinin dinamik nitelikleri arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Bu çalışmada, varsayımsal bir ofis hacmi için oluşturulan senaryolara ait gün ışığı ve enerji performanslarını saptayabilmek amacıyla simülasyon ve modelleme yöntemi kullanılmıştır. Yapı kabuğunun saydam elemanlarında dinamik cam, düşük emissiviteli cam ve düz çift cam kullanımlarının, iki farklı iklim, iki farklı pencere duvar alanı ve güneş kırıcı varlığına bağlı olarak oluşturulan simülasyon senaryolarına ait bulgular gün ışığı kullanılabilirliği, parlama analizleri, anlık aydınlık, enerji performansı ve kullanıcı kontrolü gibi kriterler üzerinden değerlendirilmiştir.

Current technological developments and their effects on architecture lead to design decisions and applications that are user-oriented, energy efficient and sustainable. The building envelope became a research domain that relates to the environmental effects of the building, affects the parameters of comfort and performance such as energy consumption in the building and the use of daylight in indoor space, and their features and adaptive qualities are widely investigated. Current research on adaptive building envelopes is also supported by the research in material technologies. Smart materials, which reversibly change their properties under the influence of external stimuli, are also considered as an adaptability parameter in energy efficiency and sustainability research of the building envelope. Due to the technological developments, the diversity in building materials, the developments in material properties, the use of smart materials become a prevailing research domain, within the scope of adaptive facades, in order to provide increased building efficiency and improved occupant comfort.The present thesis focuses on the relationship between adaptive building envelope and smart materials. Therefore, the relationships between daylight illumination, solar radiation and energy performance and the dynamic properties of the transparent surfaces of the building envelope were investigated based on the increased significance of advanced building technologies, energy efficiency requirements, and occupant comfort. In the present thesis study, simulation and modeling methods were used to determine the daylight and energy performances of the scenarios created for a hypothetical office volume. The findings of the simulation scenarios based on the use of dynamic glass, low emissivity glass and clear double glazing as the transparent elements of the building envelope were examined through different scenarios for two different climates, two different window-to-wall ratios and presence of dynamic solar shading elements. The findings of the simulation scenarios were analyzed based on criteria such as daylight availability, glare, point-in-time illuminance, energy performance and occupant control.