Yalıtım Dergisi 107. Sayı (Şubat 2013)

56 YALITIM • ŞUBAT 2013 biçim faktörü (genişliğinin derin- liğine oranı) (16). 4. METOD Çift kabuk cephe sistem bileşen- lerinin iç ortam ısıl konforuna etki- sini değerlendirmek üzere; iç yüzey sıcaklık değerlerinin, iç ortam sıcak- lık dağılımının ve hava hareketi hızı değerlerinin belirlenmesi gerekmek- tedir. Bu amaçla, çalışmada; “doğal taşınım ve ısı akışı” etkilerini birarada dikkate alan “hesaplamalı akışkan dinamiği analizinden/HAD (com- putational fluid dynamics/CFD)” yararlanılmaktadır. Cephe seçenek- lerinin iç mekan ısıl konfor düzeyinde oluşturdukları farklılıkların belirlene- bilmesi, HAD analizlerinde üç temel hesap modelinin birlikte çalıştırılması ile mümkün olmaktadır (17). Bu hesap modelleri; radyasyon yoluyla gerçekleşen ısı transferi hesabı, iletim ve taşınım yoluyla gerçekleşen küre- sel ısı transferi hesabı ve ısı-akışkan analizidir. Hava akışı ve ısı transferi hesaplarındaki karışıklıklar nedeniyle, piyasada mevcut HAD yazılımlarının birçoğu, yukarıda adı geçen üç temel hesap modelini biraraya getirmekte zorlanmakta ve bu yüzden de cephe sistemlerinin iç ortam ısıl konforuna etkilerinin değerlendirilmesinde tek başına yeterli olamamaktadır (18). Bu doğrultuda, çalışma kapsamında 3 farklı benzetim yazılımı kullanıl- mıştır: -“Radyasyon yoluyla gerçekleşen ısı transferi hesabı” modelini kulla- nan DesignBuilder Enerji Benze- tim Yazılımı ile; çift kabuk cephe sisteminde yer alan ara boşluktaki ve iç ortamdaki güneş ışınımından kaynaklanan ısı kazançları belir- lenmektedir. - Farklı çift kabuk cephe seçenekle- rine göre oluşturulan ofis binası modelleri ve sayısal ağları Gambit 2.4.6 Sayısal Ağ Modelleme Yazı- lımı ile oluşturulmuştur. -“İletim ve taşınım yoluyla gerçekle- şen küresel ısı transferi hesabı” ve “Isı-akışkan analizi” modellerini kullanan ANSYS Fluent 13 yazı- lımı ile çift kabuk cephe seçenek- lerinin iç yüzey sıcaklık değerleri, iç ortam sıcaklık dağılımı ve hava hareketi hızı değerleri hesaplan- maktadır. 5. uYGulAMA İstanbul’da olduğu varsayılan bir ofis binasının çift kabuk cephe sis- temi için gerçekleştirilen uygulama kapsamında, yaz döneminde doğal havalandırma yapılması halinde aşırı ısınmadan kaynaklanan kon- for durumu araştırılmış, kış dönemi ihmal edilmiştir. Uygulama sürecinde öncelikle, sistem ve bileşen değişi- mine dayalı olarak cephe seçenekleri üretilmiş, bu seçeneklerin iç yüzey ve iç ortam sıcaklık ve hava hareketi hızı değerleri elde edilmiş ve sonrasında her bir seçeneğin ısıl konfor analizi yapılmıştır. 5.1 cephe Seçeneklerinin Üretilmesi Cephe sistem seçenekleri oluş- turulurken, öncelikle gerekli veriler düzenlenmekte ve sonrasında seçe- nekler üretilmektedir. 5.1.1 Verilerin Düzenlenmesi Dış ortama ilişkin iklimsel veriler, ofis binasına ve ofis hacmine ilişkin veriler ile iç ortam kullanım koşulla- rına ilişkin veriler tüm seçenekler için “sabit veriler” olarak ele alınırken, cephe sistem ve bileşen tipleri “değiş- ken veriler” olarak düşünülmüştür. Dış ortama ilişkin iklimsel veriler: Çalışmada, çift kabuk cephe seçeneklerinin yaz döneminde “aşırı ısınma” durumunda performansının değerlendirilmesi amaçlandığı için, “İstanbul” ili dış ortam koşullarına ilişkin veriler (dış ortam sıcaklığı, rüzgar yönü ve hızı ve güneş ışınımı değerleri), IWEC hava verileri dos- yasından alınan uzun yıllar ortala- masına göre en yüksek dış sıcaklık- ların saptandığı 4 Temmuz ve güneş ışınımı değerinin en yüksek olduğu saat 13.00 değerleri dikkate alınarak oluşturulmuştur (19). ofis binasına ve ofis hacmine ilişkin veriler: Ofis binası tipinin belirlenmesi için “cephesinde çift kabuk cephe sistemlerinin kullanıl- dığı mevcut 33 adet ofis binası” plan tiplerine, boşluk genişliklerine, cam tiplerine ve ara boşlukta güneş kont- rol bileşeni olup olmamasına bağlı olarak analiz edilmiş ve en çok kulla- nılan tipler belirlenmeye çalışılmıştır. Analiz sonuçları, Tablo 1’de 33 adet binadan kaçının, incelenen durumu yansıttığını ifade edecek şekilde veril- miştir. Örneğin, plan tipi verilerine ulaşılan ofislerden hücre düzenli olanların sayısı 18, karma düzenli olanların sayısı ise 11’dir. Sonuçlar doğrultusunda, benzetimde kullanı- lacak ofis binasının; kapalı ve açık hacimlerden oluşan, karma düzenli, 42x22 m boyutlarında, 10 katlı, kat yüksekliği 3.5 m olan bir bina olma- sına ve çift kabuk cephesinin güneye yönlendirilmesine karar verilmiştir. iç ortam kullanım koşullarına ilişkin veriler: İç ortam hava sıcak- lığı, ofis binaları için TS 825 (20) ve ASHRAE 55 standartlarıyla uyumlu olarak 19 °C alınmıştır. İç ortam Tablo 1: İncelenen ofis binalarının plan tipleri ve cephe sistem bileşenleri analizi Plan tipi Boşluk genişliği (cm) Cam tipi Güneş kontrol bileşeni Hücre düzenli 18 <60 5 Low-e kaplamalı 6 Pv panel 2 Kalınlaştırılmış cam 6 Var 16 Karma düzenli 11 60-200 11 Berrak cam 5 Solar kontrol camı 1 Lamine cam 5 Yok 0 Veri yok 4 Veri yok 15 Renkli cam 3 Desenli cam 1 Veri yok 4 Veri yok 15 makale