Enerji Simülasyon Metodlarının Bina Tasarım Sürecinde Destek Sistemi Olarak Kullanılması

Abstract

Mimari tasarım, mimarlık ile mühendislik alanları bağlamında disiplinler arası ekip çalışmasıdır. Günümüzde büyük ölçekli, farklı teknolojiler içeren ve karmaşık fonksiyonlu yapıların tasarlanmasında çeşitli disiplinlerden birlikte bilgi alış-verişine gereksinim duyulmaktadır. Bu bağlamda bu süreç oldukça karmaşık ve birçok girdiyi içinde barındıran bir yapıdır. Tasarım sürecinin başından itibaren alınan kararların sonuçta elde edilen bina performansını doğrudan etkilediği bir gerçekliktir. Bir tasarım problemi için olası çözümlerde, diğer durumlarla olan mevcut etkileşimlerin belirlenmesi zorunluluk oluşturmaktadır. Bununla birlikte, bir tasarım probleminin çözümü ile ilgili enformasyon miktarı çok fazladır ve genellikle birçok disiplinle ilgilidir. Bu aşamada bina performans simülasyonlarından elde edilen bilgilerin, tasarım sürecinin başından itibaren tasarımcıların alternatif çözümler içinden seçim yapabilmesine yardımcı olabilecek bir tasarım kararı destek sistemi olarak görülmektedir. Bilgilerin zamanında ve sağlıklı bir biçimde iletilmesini sağlayan bilgisayar destekli simülasyon, problemlerin çözümünde kararların erken alınmasına ve çıkabilecek sorunlara karşı zamanında çözüm yollarının aranmasına imkan sağlamakta, proje üretim sürecinde geribeslemeler ile yeniden yapılan revizyonları azaltmaktadır. Böylece, hataları en aza indirmekte, zaman ve işgücü kaybını ortadan kaldırmaktadır. Ancak, mimarlar bugünün mimari tasarım süreci içinde öncelikli olarak yer alan enerji ve çevresel faktörleri geleneksel yöntemler yardımı ile tanımlamaya çalışmaktadır. Çoğunlukla bina tasarımında enerji ve çevresel faktörler, yönetmeliklerin belirlediği gerekliliklerin sağlanıp sağlanmadığının kontorolü ile sağlanmaktadır. Bu analiz yöntemi ise bu karmaşık süreçiçinde oldukça tasarımı kısıtlayıcı olmakla birlikte yetersiz kalmaktadır. Buna karşılık bina simulasyonu enerji ihtiyacı azaltılmış, kullanıcı konfor koşulları ve sağlığı göz önünde bulunduran sürdürebilir bina tasarımında olabildiğince çabuk farklı tasarım seçeneklerini değerlendirerek tasarımcıya en doğru olanı seçme olanağını sunmaktadır. Bu çalışmanın ana hedefi bina performans simülasyon araçların tasarım sürecinde kullanılmasına yönelik yaklaşımların ortaya konmasıdır. Bunu gerçekleştirirken; bu çalışmada bina enerji simülasyon tekniklerinin anlaşılabilirliğinin artırılması ve mimarların bu araçların kullanılmasına yönelik bilinçlendirilmesi ve cesaretlendirilmesi amaçlanmıştır. Bunun sonucunda, hedeflenen enerji etkin bina tasarımına ulaşmak için, ilk olarak tasarımcılar bina performans simülasyanu ile ilgili bilgilendirilmiş ve bu araçlarının kullanımını bir pratik haline getirilmeye yönelik bir çalışma yapılmıştır. Bu bağlamda, bina simülasyon araçlarının yapabilecekerinin sınırları çizilmiş, tablo ve grafiklerle bu sınırların kolay okunabirliği sağlanarak, tasarımcı tarafından daha kolay kullanılabilir hale getirilmesinin yolları araştırılmıştır. Çalışmanın sonunda ise İstanbul’da bulunan yaklaşık 45 mimarlık ofisi ile yapılan ankette bu ofislerde simülasyon araçlarının kullanılabilirliğine yönelik yaklaşımlar tespit edilmeye çalışılarak, bu araçların tasarım destek sistemi olarak hangi düzeyde ele alındığı değerlendirilerek bir durum tespiti yapılmıştır.

Architectural design process is an interdisciplinary teamwork in the context of architectural and engineering fields. Today, the exchange of information is needed from cooperation of various disciplines in the design of large-scale and complex functional structures with different technologies. In this context, these process an extremely complex structure which is composed of several inputs. All decisions which are taken from the beginning of the design process directly affect the performance results of building. Defining interactions with other conditions is a necessity for possible solutions to a design problem. Moreover, there are many information about the solutions of design problem and these are usually about different disciplines. On that point, the information getting from building energy performance simulations seems as a design decision support system which helps user during all design process for determining and choosing the best solutions in all design alternatives. Computer-aided simulation providing timely transmission of information affords the users an opportunity to take instantly decisions for solving problem and to find a way in case of expecting troubles. Furthermore building simulation provides several feedbacks in the production process and this reduces amount of revisions. Thus, all errors are minimized and the loss of time and labor are eliminated. However, the architects try to define energy and environmental factors, which are priority important issue in today s architectural design process, with traditional methods. energy efficiency of the building and environmental factors are mainly supplied by checking if they come up to regulations or not. This analysis method is quite restrictive and insufficient in this complexrocess. Nevertheless, building simulation brings forward an option choosing the best alternative for the sustainable building design conditions which are reduced energy requirement and considered the user comfort and health by evaluating all design options quickly. The application of simulation can result in a more informed decision making process and an improved design quality. Finally the outcome of a survey is described which provides insight into how designers regard the use of simulation in the building design process. The survey emphasises the fact that research presented in this thesis was successful in contributing to the integration of building simulation into the building design process. Many energy simulation tools are developed to have these opportunities. Building energy and environmental performance simulation programs have the capability to evaluate a wide range of responses to external stimulus. These software tools are used by designers evaluating individual building design. Other uses for building simulation tools include overheating prediction, heating and cooling equipment design, evaluation on alternative technology such as energy efficiency and renewable energy, integrated views of multiple simulation results. This thesis researches how building energy simulation can be used to guide, define, determine and support decisions by users in building design process. This study demonstrates how building performance simulation informs and defines performance parameters. And this study shows how building performance simulation tool integrate to the design process as a decision-maker. In short, the main objective of this study is being put forth an approach which is using performance simulation tool in to the design stages. While it has been doing so, it is aimed increasing of intelligibility of building energy simulation techniques and making the architects conscious of how to use of the tools and encouraging them to do it. In this way, to achieve the target energy efficient design of the building, the designers have been informed about building simulation, and a study on using of the tools to make it a practice is made. The practice perceives that simulation can provide unique benefits to a sustainable design approach, whereby it becomes fully integrated into the new process, and in such a way that Architects can fully engage in its use and at a time when it had greatest impact on the outcome. In this context the boundaries of building simulation tools have been drawn. The ways which makes using of these tools easier for designers are researched by providing comprehensibility of them with tables and graphs. At the end of the study, approximately 45 architectural offices located in Istanbul have been conducted a survey to see their approach about usability of simulation tools in these offices. And this survey was a due diligence about if these simulation tools are used or not, and if they use them in which stage they have been evaluated.