Uyum gösteren (adaptif) cepheler: Hareketli güneş kontrol elemanlarının ısıl enerji performansının değerlendirilmesi

Dünya genelinde enerjiye duyulan ihtiyacın ve kontrolsüz kaynak tüketiminin artması iklim değişikliği, küresel ısınma, hava ve su kirliliği, yenilenemeyen enerji kaynaklarının yok olması, doğal çevrenin tahribatı ve ekolojik dengenin bozulması gibi birçok problemi beraberinde getirmektedir. Sürdürülebilirlik, ortaya çıkan olumsuz durumların önlenmesi ve yavaşlatılmasına yönelik çözümleri içeren ve birçok alanda etkili olan bir kavram olarak karşımıza çıkmaktadır. Sürdürülebilirlik kavramının en etkili olduğu alanlardan biri de inşaat sektörüdür. Binalar tasarım sürecinden başlayarak yaşam döngüsü içinde dünyada harcanan enerji ve kaynak tüketiminin büyük bir bölümünden sorumludur. Bu nedenle yapılarda enerji tüketiminin kontrol altına alınması ve enerjinin etkin biçimde kullanılması önemli bir konu haline gelmektedir. Bina kabuğunun en geniş yüzeyini oluşturan cephe sistemleri yapıların çevresel etmenlere karşı dayanımı, iç mekânda kullanıcı konforunun sağlanması ve yapıda enerjinin etkin kullanımı açısından en önemli yapı elemanı olarak yeni arayışların olduğu bir çalışma alanı olmaktadır. Bu arayışların sonucunda ortaya çıkan kavramlardan birisi de son yıllarda yaygınlaşan uyum gösteren (adaptif) cepheler olmuştur. Uyum gösteren cepheler, iç ve dış ortamdan gelen etkilere karşı cevap oluşturarak binanın performansının, kullanıcı konforunun ve enerji tasarrufunun sağlanmasında etkili olmaktadır. Literatürde farklı isim karşımıza çıkan ve üzerinde çalışılan güncel bir konu olması nedeniyle uyum gösteren cephe sistemleri çalışma alanı olarak seçilmiştir. Tez çalışması kapsamında cephe kavramından başlayarak, cephe sistemlerinin tarihsel gelişimi, performans gereksinimleri, sınıflandırmaları ve cephe türleri incelenmiştir. Cephe sistemleri uyum gösteren ve uyum göstermeyen olmak üzere iki ana başlık altında toplanmıştır. Uyum gösteren cephe sistemlerinin tarihsel gelişim süreci, performans gereksinimleri, sınıflandırmaları, türleri ve tanımlamaları üzerine araştırmalar yapılmıştır. Yapılan literatür araştırması ve incelenen örneklerin sonucunda uyum gösteren cephe sistemleri için tez kapsamında öneri bir sınıflandırma tablosu oluşturulmuştur. Ardından literatürde yer alan otuz beş (35) adet uyum gösteren cephe örneği oluşturulan öneri sınıflandırma tablosuna göre değerlendirilmiştir. Yapılan literatür araştırması ve örnek incelemesinin sonucunda uyum gösteren cephelerin en çok tercih edildiği yapı türlerinden birinin "ofis" olduğu belirlenmiştir. Özellikle "güneş" etmenine göre tasarımın ön plana çıktığı ve cephe hareketleri incelendiğinde ise "kayma, katlanma" hareketlerinin sıklıkla uygulandığı görülmüştür. Bu nedenle çalışma kapsamında Antalya'da yer alan çok katlı bir ofis yapısının cephesine uygulanan hareketli güneş kontrol elemanlarının yapının enerji performansı üzerindeki etkisinin DesignBuilder programı aracılığıyla değerlendirilmesine karar verilmiştir. On (10) katlı ve giydirme cepheli bir ofis yapısı örneklem bina olarak tasarlanmış olup güney cephesinde dört (4) parçadan oluşan hareketli güneş kontrol elemanı önerilmiştir. Yatayda ve düşeyde konumlanarak manuel olarak 15'er derecelik açılarla kayma ve katlanma hareketi yapabilen bu modülün yapının ısıtma, soğutma ve toplam enerji yükü üzerindeki etkisi yapılan analizler yardımıyla değerlendirilmiştir. Çalışmanın sonucunda, basit bir hareket prensibine sahip olarak tasarlanan cephe elemanının her ay için farklı konumlarına bakılmış ve en verimli olduğu durumlar değerlendirilmiştir. Cephede güneş kontrol elemanlarının uygulanması durumunda yapıda ihtiyaç duyulan enerji miktarının azaldığı görülmüştür. Antalya'da yer alan ofis yapısının özellikle soğutma için harcadığı enerji miktarının fazla olduğu belirlenmiştir. Haziran, Temmuz, Ağustos ve Eylül gibi Antalya'nın en sıcak olduğu aylarda güneş kontrol elemanlarının ofisin soğutma yükü ihtiyacının azaltılmasında etkili olduğu sonucuna varılmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda güneş kontrol elemanının her ay için en yüksek verim sağladığı konumlarda kullanıldığında yıllık enerji tüketimini oldukça etkili bir biçimde azalttığı görülmüştür.