District morphology impact on environmental control, energy performance, indoor and outdoor comfort

Son yüzyılda yaşanan teknolojik gelişmeler dünyada önemli gelişmeleri beraberinde getirirken da bazı olumsuzluklara da sebep olmaktadır. Bunların başında iklim değişikliği, kaynakların kıtlığı, fosil yakıtların tüketimindeki artış, nüfus ve kentleşmenin artışı gelmektedir. Mimarlık ve inşaat sektörünün sera gazı emisyonlarının ve enerji tüketiminin önemli bir kısmından sorumlu olduğu bilinmektedir. Yapı stoğunun sebep olduğu olumsuzlukların etkisini azaltmak için hem bina hem de kent ölçeğinde çalışmalar yapılmasına dikkat çekilmektedir. Son yıllarda, kentleşme ve nüfus oranlarındaki artış göz önüne alındığında tüm ülkeler de olduğu gibi Türkiye'de de kent ölçeğinde araştırmalar yaparak yapı stoğunun olumsuz etkilerini azaltmak için çalışmalar sürdürülmesi gerekmektedir. Bu çalışma, yerleşke morfolojisinin fiziksel çevre kontrolünü, enerji performansını ve konfor seviyesini nasıl etkilediğinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu durumda Türkiye'nin farklı iklim bölgeleri de göz önünde bulundurulmuştur. Çalışmanın özgünlüğünü belirleyen üç durum vardır. Birincisi, çevre kontrolü, enerji performans çalışması ve termal konfor beraber ele alınmıştır. Çevre kontrolü incelemelerinde güneşin ve rüzgârın parseldeki hareketi incelenmiştir. Ayrıca, termal konfor hem dış çevrede hem de iç ortamda analiz edilmiştir. İkinci durum, kent senaryoları oluşturulurken hem homojen hem de heterojen parsel dokusu oluşturmaya gayret edilmiştir. Üçüncü olarak, yenilenebilir enerji kaynaklarından güneş enerjisinin farklı yerleşke morfolojisindeki potansiyelleri analiz edilmiştir. Bu yüzden, yapılan araştırmada çevre, enerji ve insan kapsayıcı bir bakış açısıyla incelenmiştir. Tezin yöntemi aşamasında öncelikle Ankara'da 76,183 m²'lik bir yerleşke seçilmiştir ve yerleşkede yaklaşık 2,400 kişi ikamet etmektedir. Ankara ılımlı-kuru iklime sahiptir. Çalışmada iklimin etkisini incelemek için ayrıca sıcak-nemli iklim bölgesinde yer alan İzmir ili seçilmiştir. Araştırmanın yöntemi üç temel aşamadan oluşmaktadır: modellemenin yapılması ve alternatiflerin düzenlenmesi, performans simülasyonlarının yapılması ve karşılaştırmalı değerlendirme için analizlerinin yapılmasıdır. Modelleme aşamasında parselde yeni alternatiflerin oluşturulması için değişkenler belirlenmiştir. Bu bağlamda 28 adet alternatif yerleşke modeli oluşturulmuştur. Yapılan analizler Grasshopper/Rhinoceros programı kullanılarak tamamlanmıştır. Algoritmik simülasyon modellerinin oluşturulması için Ladybug 1.4.0, Honeybee 1.4.0, Butterfly 0.0.05, ve ClimateStudio 1.1.9 gibi eklentiler kullanılmıştır. Güneş radyasyonu, enerji performans analizi, akışkan dinamiği simülasyonu, dış ve iç konfor analizleri tamamlanmıştır. Araştırmanın temel sonuçları şu şekildedir. Ankara ve İzmir için başarısını koruyan alternatiflerdeki binalar 135° yönelime sahiptir. Ankara için en başarılı sonuç veren alternatif "IrregularX-Axis" grubuna aittir. Bu alternatifte yerleşkenin final primer enerjisinde Ankara için %33 oranda bir düşüş sağlamaktadır. İzmir iklimi için en başarılı model "Detached" kategorisine aittir. Bu alternatifte yerleşkenin final primer enerjisinde %52 oranında bir düşüş sağlanmaktadır. Kapsamlı bir araştırma yürütmenin önemli olduğu vurgulanan bu çalışmanın çıktıları değerlendirildiğinde; çalışma alanı genişletilebilir, değişken sayısı arttırılarak daha fazla alternatif değerlendirilebilir, peyzaj ile ilgili değişkenler de eklenerek araştırmanın kapsamı genişletilebilir. Ayrıca, "solar street" fikrinin öneminin anlaşıldığı için bu fikir daha fazla geliştirilerek kent ölçeğine nasıl daha verimli şekilde entegre edilebileceği ile alakalı çalışmalar ortaya çıkartılabilir.