Yerleşmelerde güneş ışınımından optimum yararlanma ve gökyüzü görüş faktörünün belirlenmesine yönelik bir algoritma önerisi

Abstract

Hızla artan enerji tüketimi ve sebep olduğu CO2 salımlarının çevreye vermiş olduğu geri dönüşü olmayan tahribatlar, enerji tüketiminin önemli bir bölümünden sorumlu olan konut yapılarında özellikle ön tasarım aşamasında enerji etkin önlemlerin alınmasının önemini ortaya koymaktadır. Ülkemizde konut yapılarının ısıtılması için harcanan enerjinin ön planda olması, konut yerleşmelerinde güneş ışınımı kazancını etkileyen başlıca faktörler olan yön, form, yükseklik ve yapılar arasındaki mesafeler gibi parametrelerin organizasyonu ile enerji verimliliği bağlamında iyileştirmeye gidilebileceğini göstermektedir. Bahsi geçen faktörlerin yanı sıra, dış konfor koşulları için önem arz eden kentsel ısı adası etkisi değeri ve dolayısı ile gökyüzü görüş faktörü değeri arasındaki ilişki son yıllarda yapılmış olan çalışmalar için sıklıkla incelenen bir konu olduğu gözlemlenmiştir. Yapıların performansı bağlamında tasarım parametreleri ve performans hedefleri arasında çoklu eşleştirmeler yapmada ve optimize çözümleri elde etmede yetersiz kalan geleneksel tasarım metotlarının aksine, hesaplamalı tasarım metodları ve parametrik tasarım araçları, tasarım alternatiflerinin göz önünde bulundurulması aşamasında insan hatası sebebi ile olabilecek ihmallerden kaynaklı veya tahmini yaklaşımlar ile göz ardı edilmiş alternatiflerin olabileceği durumların dışında kalarak daha güvenilir bir süreç ortaya koymaktadır. Bu bağlamda bu tez çalışmasında, konut yerleşmelerinin evrimsel optimizasyon kullanılarak güneş ışınımı bağlamında eniyilenmesi ve ardından gökyüzü görüş faktörlerinin belirlenmesine yönelik bir algoritma geliştirilmiş olup parametrik tasarım ve evrimsel optimizasyon süreçlerinin ön tasarım aşamasında alınması gereken enerji etkin önlemler bağlamında nasıl ele alınabileceğinin araştırılması amaçlanmıştır. Geliştirilmiş olan algoritma, sınırları belirlenen bir yerleşme tasarımı örneğinde, sıklıkla karşılaşılan nokta blok ve sıralı blok yapı yerleşmelerinde, taban alanları sabit tutulan kare ve dikdörtgen planlı yapılar için İstanbul iklim koşullarında denenmiştir. Bu kapsamda, kullanıcının bir yerleşme alanında güneş ışınımı bağlamında optimizasyon ve gökyüzü görüş faktörü bağlamında kontrolü yapılırken oluşabilecek çoklu yerleşim senaryolarını gözlemleyerek faydalanabileceği yeni bir tasarım yaklaşımı geliştirilmeye çalışılmıştır. Elde edilen veriler sonucunda, bu tez çalışması kapsamında geliştirilen algoritma kullanılarak yapılan eniyileme çalışmasının ve gökyüzü görüş faktörü hesabının, konut yapısı yerleşmelerinde ön tasarım aşamasında alınabilecek enerji etkin önlemler bağlamında kullanılabilirliğini göstermiştir.