Biyomimetik tasarım metodolojisi ile termoregülatif yapı kabuğu birimi tasarımı

Yaşamını sürdürebilmesi için vücut ısısının sağlıklı bir aralıkta olması insanoğlunun ilk ihtiyaçlarından birisidir. Bu ihtiyacın barınma ile karşılanmasında ise termal konfor kavramı ortaya çıkmaktadır. Termal konforun sağlanabilmesi için kullanılan enerji kaynaklarından doğal gaz, kömür, petrol ve bunlara alternatif olarak yönelinen elektrik enerjisi ise sınırlı rezerve sahip olma, ulaşılabilirlik, mevcut talebe cevap verememe, dağıtım sorunu ve sera gazı salınımı sebebiyle küresel ısınmaya sebep olma gibi birtakım dezavantajları da beraberinde getirmektedir. Bu noktada doğadaki canlıların temel enerji kaynağı olan güneş enerjisi, yenilenebilir ve temiz oluşuyla yapılarda termal konfor ihtiyacının karşılanmasında diğer enerji kaynaklarına en iyi alternatiftir. Bu çalışmada, doğada ekstrem sıcaklık koşullarında yaşayan canlıların vücut ve yuva sıcaklıklarını optimum aralıkta tutabilmeleri için sahip oldukları morfolojik özellikler ve uyumlanma davranışları biyomimetik tasarım metodolojisi ile incelenerek, benzer uyumlanmanın yapılara uygulanması ile güneş enerjisinin termal ihtiyaçların karşılanmasında kullanımı amaçlanmıştır. Enerjinin etkin kullanımı ile maksimum verimin sağlanması için doğadaki canlıların mevcut ortam şartlarına uyumlanma becerileri referans alındığında, farklı mevsimlere geçişte benzer uyumlanmanın yapılara uygulanabilmesi için dinamizmin gerekli olduğu görülmüştür. Dinamizm ise morfolojik yapıların akıllı malzemeler ile bir araya getirilmesiyle elde edilen kinetik yapı kabuğu tasarım önerileriyle sağlanmıştır. Mevcut yapı kabuğu tasarımlarında olduğu gibi spesifik bir iklime özel tasarlanan yapı kabuklarına sentezleyici bir yaklaşım ile yenilik getirilmiş ve gerçekleştirilen üç farklı kinetik yapı kabuğu tasarımı önerisi ile hem soğuk hem de sıcak iklime uyumlanabilen tasarım önerileri sunulmuştur. Tasarımı yapılan kinetik yapı kabuğu birimleri arasında termal konfor sağlama performansının karşılaştırılabilmesi için ise ANSYS Workbench analiz programı ile CFD analiz (Computational Fluid Dynamics - Hesaplamaları Akışkanlar Dinamiği) kullanılarak solar termal analiz gerçekleştirilmiş ve sıcak ve soğuk iklim şartlarında en iyi performansı gösteren yapı kabuğu birim tasarımları belirlenmiştir.