Yalıtım Dergisi 125. Sayı (Ağustos 2014)

44 YALITIM • AĞUSTOS 2014 kullanılmak üzere ısıtılmakta, daha sonra sisteme katılmaktadır; ya da içerideki havanın dışarı atılması için kullanılmaktadır. Doğal havalandırma ise doğal taşınım, rüzgar basınç fark- ları ya da her ikisinin bileşik etkisi ile dış ve iç kabukta düzenlenmiş açıklıklardan kontrollü olarak ger- çekleştirilmektedir [5, 7]. Çift kabuk cephe sistemlere ait ısıl performansın, yapı konum, form, yönleniş; iç ve dış kabuk katman- laşma, malzeme ve iç dış kabuk arası mesafe; ısıtma, soğutma dönemin- deki iklimsel veriler ve buna yönelik havalandırma, gölgeleme seçenekleri; gün içerisindeki zaman dilimi gibi parametrelere bağlı olarak farklılık göstermesi beklenmektedir [4]. Siste- min çalışma prensibini anlamak üzere gerçekleştirilen çalışmalar oldukça zahmetlidir. Çünkü iki cephe arasında gölgeleme aracının etkisi; açıklık, boyut, malzeme özelliklerine bağlı olarak fazla sayıda ısı transferi ve bunlar arasında karmaşık etkileşimler mevcuttur. Çift kabuk cephe dış kat- manından güneş ışınımı yutulmakta, katmanlar arasında uzun-dalga ışı- nımı değişimi gerçekleşmekte, kat- manlar ile boşluk havası arasında taşınım yolu ile, yine katmanlarda iletim yolu ile ısı transferleri meydana gelmektedir. Literatürde çift kabuk cephe sis- temlerin performans ve boyut opti- mizasyonlarının değerlendirilmesine yönelik deneysel [7, 4, 8], sayısal [9], yerinde ölçüm [10], CFD [11, 12, 13, 14] ve enerji analiz programlarıyla gerçekleştirilen benzetişime dayalı araştırmaların yer aldığı görülmek- tedir. Bununla birlikte sistemin farklı tasarım parametreleri ve dış koşullar etkisinde çalışma prensiplerinin anla- şılarak, etkin biçimde uygulanması ve işlevini sürdürmesi için gerekli genel kabullere altlık olacak bulguların ve buna yönelik çalışmaların artması gerekmektedir. Bu bağlamda gerçekleştirilen çalışmada benzetişim yolu ile ılı- man-nemli iklime sahip Kocaeli’de ele alınan örnek ofis binasının cep- hesine koridor tipli çift kabuk cephe sistemi uygulandığı kabul edilmiştir. Çalışmada ele alınan örnekte aktif ısıtma ve soğutma sistemleri tanım- lanmamıştır. Cephelerde yer alan tüm açıklıkların kapalı olduğu kabul edilerek doğal havalandırma etkileri ihmal edilmiştir. Analiz aşamaları için “Designbuilder” programında yapı modellenmiş ve “Energyplus” programına aktarılmıştır. Energyplus enerji analizleri ve ısıl yük simülas- yonlarının yapılmasına imkan veren bir programdır. Isı dengesi hesap metodunu temel almakta; yüzey ısı dengesi, hava ısı dengesi, bina ek sis- temleri modülleri ile çalışmaktadır. Çift kabuk cephe sisteminin, yapının farklı yönlerinde kurgulandığı alter- natif durumlar için gerçekleştirilen analizler yoluyla, kış dönemi dizayn günü olarak ele alınan 21 Ocak, yaz dönemi dizayn günü olarak ele alı- nan 21 Temmuz tarihleri için saat- lik, dış ortam, referans zonlar ve iç boşlukta oluşan iç ortam ve yüzey sıcaklık değişimlerinin belirlenmesi hedeflenmiştir. Çalışmada çift cephe sisteminin yer almadığı alternatif ile diğer alternatiflerin iç ortamda yarat- tığı ısıl koşullar karşılaştırılarak farklı yönlerde çift cephe kurgusunun etki- leri değerlendirilmiştir. 2. BİNA KABUĞUNUN ISIL PERFORMANSA ETKİSİ Bina kabuğu dış ortam ile iç ortamı birbirinden ayıran, fiziksel çevre etkenlerinin yarattığı koşullardan gerek korunum gerek fayda sağla- mak üzere tasarlanan yapı elemanla- rıdır. İç ortam iklimsel koşullar, bina kabuğunda gerçekleşen ısı transfer- leri ile gerçekleşmektedir. İç ve dış ortam sıcaklık farklılıklarının tetikle- diği iletim, taşınım ve ışınım yolu ile gerçekleşen ısı transferleri, iç ortam ve yüzey sıcaklıklarının oluşumunda etkili olmaktadır. İç yüzey sıcaklıkları ve ortam sıcaklığı arasındaki sıcaklık farkının +3, -3 ºC sınır değerlerini aşmaması iç mekanda ısıl konfor sağ- lamaktadır. Çift cephe sistemlerde dış yüzeye etki eden güneş ışınımının bir kısmı, dış kabuktan içeri geçmekte, bir kısmı geri yansımakta, bir kısmı da yutulmaktadır. Çift cephe arasındaki boşluğa nüfus eden güneş ışınımları, boşlukta doğal taşınım etkisi ile ger- çekleşen iç hava hareketi, yüzeyler arası ışınım yolu ile ısı transferi gibi farklı mekanizmalarının karmaşık- laştırdığı süreçten sonra iç kabuk, iç yüzey sıcaklıklarını ve ortam sıcak- lıklarını oluşturmaktadır. 3. ÇİFT CEPHE SİSTEMLERİN İÇ ISIL KOŞULLARA ETKİSİNİ ORTAYA KOYMAK ÜZERE GERÇEKLEŞTİRİLEN ÇALIŞMADA KULLANILAN ÖRNEK YAPI 3.1. Kocaeli İklimsel Veriler Kocaeli’de en az sıcak dönem Aralık, Ocak, Şubat ve Mart ayları arasında gerçekleşmektedir. Bu aylara ait ortalama sıcaklık değeri 7.4 °C dır. 3.4 °C’ye kadar düşen ortalama en düşük sıcaklık değerleri Ocak ve Şubat aylarında elde edilmektedir. Ölçülen minimum sıcaklık değeri ise -9.7 °C’dır. En soğuk aylarda hâkim rüzgâr güneydoğu, batı-kuzeybatı yönlerinden etkili olmaktadır. En sıcak dönem Haziran, Temmuz, Ağustos ve Eylül aylarını kapsamak- tadır. Bu aylara ait ortalama sıcak- lık değeri 22.3 °C’dır. Ortalama en yüksek sıcaklık 29.4 °C, maksimum sıcaklık ise 44 °C değerini almak- tadır. Bahar ve sonbahar aylarında ortalama sıcaklıkların ise 13-15 °C arasında değiştiği görülmektedir. En sıcak aylarda hâkim rüzgâr, güney- doğu yönünden etki etmektedir. 3.2. Örnek Binanın Tanıtılması Kocaeli’de olduğu varsayılan üç katlı bir ofis binası için gerçekleşti- makale