Konfor, görülen değil algılanan bir kavram. Bir mekanın konforlu olmasını etkileyen Üç temel unsuru KP34 edisyonundan başlayarak “Konforun Üç Bilinmeyenli Denklemi” ana başlığı altında yayınlamaya başlamıştık. Bunlar gerçekten de en az bilinen ama bir mekanın konfor algısını belirleyen etkenler: akustik, iklimlendirme - havalandırma ve aydınlatma. KP35, KP40, KP46 ve KP50 edisyonlarımızda yer alan iklimlendirme - havalandırma görüşlerinin bir özeti ile seriye devam ediyoruz.
• Havalandırma ve iklimlendirme planlamasında göz önüne alınması gereken faktörler nelerdir? Tasarım süreci bu faktörlerle birlikte nasıl işliyor?
Mimarlık Fakültesi’nin öğretim üyesi olarak konuyu mimari açıdan ele almak isterim. Yapının yüklendiği işlevlerden biri de pasif iklimlendirme (doğal iklimlendirme) ve doğal havalandırma işlevidir. Pasif iklimlendirme, yapısal çevre içinde yer alan kullanıcıların bu çevrede süregelen iklimsel olaylardan (sıcaklık, güneş ışınımı, rüzgar, yağış, nemlilik gibi) optimum yarar sağlayacak şekilde yapıların tasarlanma sürecidir. Pasif iklimlendirme ve doğal havalandırma tasarım sürecinin bir alt sürecidir. Pasif iklimlendirme ve doğal havalandırma işlevlerini optimal düzeyde gerçekleştiren yapılar kullanılma süresi boyunca sıcaklık, nemlilik, rüzgar gibi iklimsel etkilerin kontrolünde optimal performans göstermenin yanı sıra güneş ışınımının ısıtıcı etkisinin de optimizasyonunu gerçekleştirir. Dolayısıyla, güneş ve diğer enerji kaynaklarına dayanan aktif-yapma iklimlendirme ve havalandırma sistemlerine minimum ihtiyaç duyarak istenen iç iklimsel koşulları sağlarlar.
Mimari tasarımda optimum iklimlendirme ve havalandırma sistemi planlama/tasarımını etkileyen ve ele alınması gereken başlıca faktörler olarak; yapının kullanılış şekli, iklimsel konfor koşulları, iç iklimsel durumun oluşumunu etkileyen faktörleri ele alabiliriz.
Yapının kullanılış şekli; kullanıcıların nitelikleri, yapıda yer alacak eylemler, yapının kullanıldığı devrelerin belirlenmesi açısından önem taşır. Bina içinde sağlanması istenen optimum iklimsel durumun tanımlanabilmesi için kullanıcıların yaş ve cinsiyetlerinin, eylem şiddetlerinin bilinmesi gereklidir. İklimsel konfor koşullarının belirlenebilmesi için, yapının yıl ve gün içinde kullanıldığı devrelerin belirlenmesi, meteorolojik verilerin derlenmesi iklimsel analizlerin yapılması, iklimsel ihtiyaçların belirlenmesi ile olanaklı olur. İklimsel konfor koşullarının sağlanmasında kullanıcıya ilişkin faktörlerin yanı sıra hava sıcaklığı, yüzey sıcaklıkları, hava nemi ve hava hareketi gibi iç iklimsel faktörlerin belirlenmesi gereklidir.
Tasarım sürecinin ilk aşamalarında yapıların optimum iklimlendirme ve havalandırma sistemlerinin düşünülmesi ve tasarlanması gerekir. Bu tür bir tasarım, uygulama ve kullanım aşamalarında olabilecek problemlerin ortadan kaldırılması ve işletim maliyetlerinin azaltılmasını olanaklı kılar.
İklimsel durumu etkileyen faktörler ise iklim ve iklimsel etkilerin kontrolünde rol oynayan yapıya ilişkin tasarım parametreleridir. İklim kontrolünde rol oynayan yapıya ilişkin tasarım parametreleri, yapının yönlendiriliş durumu, yapının yer aldığı yerleşme dokusu, bulunulan yer, yapı kabuğuna ilişkin özellikler, yapı formu, doğal havalandırma düzeni gibi parametrelerdir.
Doğru bir iklimlendirme-havalandırma sistemi, açıklanan tüm bu faktörler için en uygun değerlerin tasarım sürecinde belirlenmesini gerekli kılar. Diğer bir deyişle, tasarım sürecinin ilk aşamalarında yapıların optimum iklimlendirme ve havalandırma sistemlerinin düşünülmesi ve tasarlanması gerekir. Bu tür bir tasarım, uygulama ve kullanım aşamalarında olabilecek problemlerin ortadan kaldırılmasını ve işletim maliyetlerinin azaltılmasını olanaklı kılar. Bu açıdan tasarım sürecinin ilk aşamalarında tasarımcının tesisat mühendisleri ile bir araya gelerek bütünleşik bir yaklaşım içerisinde yapının iklimlendirme ve havalandırma alt sistemlerinin optimum performans sağlayacak şekilde tasarlanmasını sağlaması gerekir. Bütünleşik tasarım süreci geri-bildirim gerektiren bir süreçtir, tasarımcı bu sayede hatalarından ve kazanımlarından doğru sonuçlara yaklaşır. Bütünleşik tasarım sürecinde farklı disiplinlerin bir araya gelerek optimum çözümü elde ederek ortak hedefte birleşmeleri temel amaçtır. İklimlendirme ve havalandırma planlamasının bütünleşik tasarım sürecinde yapılmasıyla tasarımcıların, fikirlerini ve çözümlerini daha yaratıcı ve etkileyici bir şekilde üretmelerinin teşvik edildiği ve sonuç olarak başarılı, istenen düzeyde performansı sağlayan iklimlendirme-havalandırma sistemlerinin gerçekleştirilmesi mümkün olabilecektir.
Prof. Dr. Gül KOÇLAR ORAL / İstanbul Teknik Üniversitesi
KP46
Buradaki önemli konu, bir yapının doğal ortamla etkileşimini azami derecede tutmanın önemini hep hatırlamak. Bizlerin geliştirdiği çözümler ise, hem yerel mimarinin yıllarca öncesinden itibaren ürettiği bilgi ve kültürle ortaya koyduğu geleneksel çözümler ile teknolojinin gelişimiyle çeşitlenen çözümlerin sentezini ortaya koymalı
• Aydınlatmada gün ışığının maksimum kullanımına dikkat edilmesi gibi iklimlendirme-havalandırma açısından uyguladığınız doğal çözümler var mı?
Doğal çözümler her zaman en etkin ve en uzun ömürlü çözümler. İklimlendirme ve havalandırma konusu zaten yapının doğal ortamını korumak için önemli. Yapının bulunduğu yerin doğal ortamıyla uyumunu sağlamayı amaçlamakta. Bir yapının kendisi neticede bulunduğu ortama sonradan eklemlenen yabancıl bir unsur. Yapının bulunduğu yerin koşullarına uyumu ise, aslında mimarlığın en önemli uğraşı. Gün ışığı, gece-gündüz sıcaklık değişimleri, mevsimsel ısı dağılımları, rüzgar ve nem koşullarının detaylı analiz edilmesi gerekiyor. Aydınlatmada gün ışığının iklimlendirme ve havalandırma üzerine doğrudan büyük etkisi bulunuyor. Gün ışığından azami faydalanabilen bir yapı aslında bulunduğu ortamın da doğal bir parçası olmuş olur. Gün ışığının ısı korunumundan yapıdaki malzemelerin doğal koşullarla girdiği etkileşimini verimli kılmasına kadar geniş bir yelpazede etkisi var.
Buradaki önemli konu, bir yapının doğal ortamla etkileşimini azami derecede tutmanın önemini hep hatırlamak. Bizlerin geliştirdiği çözümler ise, hem yerel mimarinin yıllarca öncesinden itibaren ürettiği bilgi ve kültürle ortaya koyduğu geleneksel çözümler ile teknolojinin gelişimiyle çeşitlenen çözümlerin sentezini ortaya koymalı.
• İklimlendirme konforun en önemli bileşenlerinden biri. Aynı zamanda estetik çözümler sunması da gerekiyor. Konforu sağlayan fonksiyonellik ile estetik görünüm nasıl dengeleniyor?
Bir yapının iklimlendirme koşullarını mimari tasarım sürecinde ele almaya başlayınca ortaya koyduğunuz mekanın ebatlarını da iklimlendirmeye en uygun şekilde belirleyebilirsiniz. Böylece, işlevsel bir çözümü estetik arayışınızın bir engeli değil onun doğal bir parçası haline getirmek mümkün. Entegre bir tasarım süreci sayesinde bir yapının hem işlevsel, hem yararlı hem de güzel olması sağlanır. Şurası gerçek ki, iyi iklimlendirilmiş ama çirkin bir yapıda kimse olmak istemez. Aynı şekilde güzel ama iklimlendirmesi başarısız bir yapıdan da soğuruz. Bu nedenle konfor ve işlevsellik arasındaki denge tamamiyle bir mimari tasarım konusu. Bu da mimarlığın evrensel bir arayışı.
Murat KADER / iki design group
KP40
Bina kabukları eskiden geçirgendi ve binalar “doğal” olarak nefes alabiliyordu. Şimdi enerji tasarrufu kaygısıyla binaların kabukları tamamen kapalı hale geldi. Bazı iklim şartlarında bu kaçınılmaz. Bilhassa nemli bölgelerde, ama Türkiye’nin birçok bölgesi bunu pozitif bir şekilde değerlendirebilecek nitelikte.
• Binalarda ısı yalıtım yolu ile enerji tasarrufunda hangi yöntemler, hangi malzemeler nasıl kullanılmalı? Bu malzemeler ne derece etkin?
Her zamanki gibi geri dönüştürülmüş malzemeler veya geri dönüşümü mümkün malzemeler tercih edilmeli. Binaların imalat sürecinde üretilen karbondioksiti minimize etmelisiniz. Bunu sağlamak için de kullanılan malzeme elden geldiğince geri dönüşümlü olmalı. Mesela Avrupa’da bilhassa konut binalarında kağıt hamuru kullanılıyor. Kağıdın yalıtım değerleri çok yüksek ve tabii ki çok ucuz. Çevreye zararı az ve kullanılmış kağıttan yapılabiliyor.
• Bina kabuğunun doğal iklimlendirmedeki rolü nedir veya ne olmalı sizce?
Bina kabukları eskiden geçirgendi ve binalar “doğal” olarak nefes alabiliyordu. Şimdi enerji tasarrufu kaygısıyla binaların kabukları tamamen kapalı hale geldi. Bazı iklim şartlarında bu kaçınılmaz bir şey. Bilhassa nemli bölgelerde, ama Türkiye’nin birçok bölgesi bunu pozitif bir şekilde değerlendirebilecek nitelikte. Dolayısıyla yine coğrafya ve konuma göre bina kabuğu kontrollü bir şekilde ne kadar nefes alabilirse, o kadar iyi olur. Mesela Harran evleri bu konu için mükemmel bir örnektir. Ben konferanslarda da hep bu örneği kullanırım. O evlerin şekilleri, kubbelerin oluşumu, duvar kalınlıkları, kullanılan malzemeler, o kubbenin içine konulan küçük delikler, yaşanan bölümün duvarının kalınlıkları… Tamamen doğal iklimlendirmedir.
Selçuk AVCI / AVCI Architects
KP46
Bir yapıyı soğutup ısıtmanın birden fazla yolu var. Bu tamamen işi önemsemekle ilgili. Bir farkındalık gerektiriyor. Çevreyle ilgili sürdürülebilir bir bina yapmanın en temel koşulu yatırımcının bu konuda farkındalığa sahip olması.
• Sürdürülebilir yapılar ve bu doğrultuda üretilen teknolojiler ile ısıtma-soğutma-havalandırma ürünlerinin bu sistemlere entegrasyonu nasıl sağlanıyor?
Baştan itibaren böyle bir yapı yapmak istiyor musunuz önce ona karar vermek gerekiyor. Bir yapıyı soğutup ısıtmanın birden fazla yolu var. Bu tamamen işi önemsemekle ilgili. Bir farkındalık gerektiriyor. Çevreyle ilgili sürdürülebilir bir bina yapmanın en temel koşulu yatırımcının bu konuda farkındalığa sahip olması. Bu işe önem veren bir mimari ve mühendislik ekibiyle çalışması. Aksi halde tamamen bir trend, pazarlama aracı olarak kullanılıyor ki, bence yanlış. Bu tarz yaklaşımların, zamanında ISO konusunda olduğu gibi içi boşalıyor; bu sefer de değersizleşiyor. Oysa çok önemli bir konu. Sırf 2-3 senelik bir pazarlama kazancı uğruna heba edilmiş oluyor bu vizyon.
Enerji fakiri bir ülkeyiz. Elektriği ve gazı dışarıdan satın alıyoruz. En çok bizim ülkemizin bu konuyla ilgili bir farkındalığa, bilince erişmesi gerekli. Bu konuda çok farklı adımlar atılabilir. Devletin Ar-Ge çalışmalarına, mimarlık ofislerine, mühendislik ofislerine destek sağlaması; sürdürülebilir yapıların yaygınlaşması için vergiyle ilgili bazı düzenlemeler yapması katkı sağlayabilir. Genele yayılabilecek, ivme kazandıracak projeler desteklenmeli.
• İklimlendirme-havalandırma çözümleri proje türüne bağlı olarak nasıl farklılıklar gösteriyor? Örneğin; konut ve ticari mekanlarda bu çözümler nasıl farklılaşıyor?
Ticari yapılardaki sistem çok farklı. Öncelikle yaşam saatleri çok farklı. Konut tipinde 24 saat yaşayan var, herkes gün içinde belki evinde oturmuyor ama akşam kesinlikle yaşanıyor. AVM’lerin ise daha sınırlı bir zaman diliminde soğutulup ısıtılması gerekiyor. Daha fazla gezeni, çalışanı, yaşayanı var. Bu konu aslında daha çok karma projelerde gündeme geliyor. Karma projelerde gündüz daha çok ticari mekanlar ısıtma-soğutma kullanımı yaparken, geceleri konutların veya varsa otellerin kullanması söz konusu olabiliyor. Bunun haricinde kullanılan sistemler çok başka. Mekan hacimleri daha küçük olduğu için konutlarda ünite bazlı baktığımızda ihtiyaçlar çok daha sınırlı. Konutlarda mesele çok daha kolay çözümleniyor. Sürekli bir değişkenlik yok. Oysa bir AVM projesinde kiralanan alanda, kullanıcıya bir altyapı sunuluyor ve kullanıcı kendi ünitesini yerleştiriyor. Konutlarda ana yatırımda o ısıtma-soğutma sistemini de kurmak zorundasınız. Büyük, birbirine bağlı merkezi bir sistemi ve daha esnek bir altyapıya uygun sistemi kurarken tecrübe tabi ki faydalı. Bir sinemada kullanılan sistemle, AVM’de kullanılan farklı, konutta kullanılan ise bambaşka.
Ali HIZIROĞLU / ERA Architects
KP50
• ‘Pasif iklimlendirme’ nasıl tanımlanmalı ve bu yöntem nasıl kullanılmalı, uygulanmalı?
Binalarda güneş ışıma enerjisinden aktif ve pasif sistemler aracılığıyla yararlanılabiliyor. Isının kazanılması (heat gain), depolanması (heat storage), yalıtılması (heat insulation) ve iletilmesi (heat transport) pasif sistemlerde önem taşıyor. Bu sistemler ucuz olmakla beraber ılıman iklim bölgeleri için uygun. Aktif sistemler ise bitişik bina, ağaç gibi nedenlerle binaların gölgelendiği ve yeterli ışınım alamadığı durumlar ve soğuk iklim bölgeleri için uygun. Pasif sistemlerde çevre ve iklim verileri en önemli parametre ve oluşturulması üç temel prensibe dayanıyor:
1. Direkt ışınımın toplanması
Binanın öncelikle tasarım aşamasında güneş enerjisinin yapı içerisine alınması için uygun konumunun belirlenmesi gerekiyor. Ancak bu enerjinin yüksek sıcaklık, aşırı aydınlık ve kişilere ve malzemelere zarar verecek, istenmeyen etkilerinden ise korunulacak şekilde kontrol edilmesi ve kullanılması çok önemli. Güneş enerjisinin içeri alınmasında seralar, güneşin geliş yönünde konumlanan pencereler etkili oluyor. Pencerelerin veya güneş kontrol elemanlarının açısını belirlemede güneş ışınların kış mevsiminde yatık, yaz mevsiminde ise dik konumda gelmesi durumu dikkate alınmalı elbette.
2. Yapı elemanlarında ısıl depolama
Mekanın içerisine alınan güneş ışınları, bu ışığı emmesi için tasarlanan ısıl kütle duvarları, çatı havuz sistemi ve yalıtılmış alanlar (kış bahçesi, sera vb.) yardımıyla soğurulup ısı olarak salınarak mekanın ısınmasını sağlıyor. Isı depolama ögelerinin kullanımı ile bina içerisine alınan ısının fazlasının daha sonra kullanılmak üzere zemin ve duvarlara depo edilebilmesi mümkün oluyor. Depolanan bu ısıdan günün geç saatlerinde de yararlanılabilinir.
3. Depolanan ısının ihtiyaç duyulduğunda tekrar aktarılması
Depolanan ısının ihtiyaç duyulduğunda yapıya tekrar aktarılması işlemi ısının yayılmasıyla olabiliyor. Bu konuda fanlardan da yararlanılabiliyor.
Isının kazanılması (heat gain), depolanması (heat storage), yalıtılması (heat insulation) ve iletilmesi (heat transport) pasif sistemlerde önem taşıyor. Bu sistemler ucuz olmakla beraber ılıman iklim bölgeleri için uygun. Aktif sistemler ise bitişik bina, ağaç gibi nedenlerle binaların gölgelendiği ve yeterli ışınım alamadığı durumlar ve soğuk iklim bölgeleri için uygun.
• Hedeflenen değerlere ulaşmak için projelendirme veya ölçümlerde teknolojiden nasıl yararlanılıyor?
Binaların sürdürülebilir ve yüksek performanslı tasarımında ve mevcut binaların performanslarının iyileştirilmesinde günümüzde bina performans modelleme ve simülasyon araçlarından yararlanılıyor. Bilgisayar tabanlı bu programlar enerji, aydınlatma, ısıl konfor ve akustik alanlarında kompleks algoritmaların bilgisayar ortamına aktarılmış hali olarak tasarım aşamasında hedeflenen değerlerin sağlanmadığının kontrolü ve bu değerlere ulaşabilmek için birçok alternatifin test edilmesi, karşılaştırmaların yapılması gibi işlemlerde zamansal açıdan avantaj sağlıyor.
Bina enerji performansının belirlenebilmesi için BLAST, DOE-2, TRNSYS, ECOTECT, ENERGYPLUS ve ESP-r, DESIGNBUILDER, EQUEST, HAP E20 dünyada yaygın olarak kullanılan programlar. CONTAM, iç hava kalitesi hesaplamalarında kullanılmakta olan bir simülasyon aracı. DAYSIM, RADIANCE, RELUX, DIALUX gibi programlarda gün ışığı analizleri yapılabiliyor. İşitsel konforun sağlanması konusunda ise Odeon, Catt-Akustik Insul, Sonarchitect, Bastian hacim akustiği ve ses yalıtımı konularında kullanıcılarına yarar sağlıyor.
Ayrıca “Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD-CFD)” analizleri ile kompleks ve karmaşık simülasyonlar kolaylıkla modellenebiliyor. Her türlü aerodinamik akış, bina havalandırma ve dış cephe yükleri hesabı, rüzgar, güneş ışınımı gibi iklim kaynaklı enerji kayıp/kazanç hesapları, fan tasarımı ve optimizasyonu, duman dağılım senaryoları, ısı transferi uygulamaları, toz toplama üniteleri gibi tanecik içeren akışkanların analizi CFD kullanılarak yapılan analizlere örnek olarak verilebilir.
Oğuz BAYAZIT / Oğuz Bayazıt Mimarlık
KP35