Kubbeli yapıların yaz şartlarında iç ortamlarının ısıl analizi / Thermal analysis of the internal environments in summer conditions of domed structures

Abstract

Günümüzde çeşitli alanlarda kullanımı yaygın olan kubbeli yapılar büyük işlevlere sahip olmaktadır. Bu yapılarda kullanılan ve istenen konfor şartları göz önünde bulundurulduğunda birçok farklı çalışmanın gerçekleştiği görülmüştür. Öncelikli olarak İran bölgelerinde bu tür çalışmalara sık rastlanmıştır. Literatürde yaz ve kış sezonlarında kubbeli yapıların ısıl performansları, doğal konveksiyon, ısı transferi, akışkan hareketleri ve ısıtma-soğutma potansiyelleri gibi termal konfor adına farklı çalışmalarda sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Kubbeli ortamlar için model tasarımları yapılmış ve daha çok RNG, k-ε ve k-ω tabanlı türbülans modelleri üzerinde durulmuştur. Bu çalışmalar ışığında Şanlıurfa ilinde yaz aylarında bir caminin iç ortam ısıl analizi deneysel ve nümerik hesaplamalarla yapılması hedeflenmiştir. Analiz için gerekli model tasarımı yapılarak mahalin akış analizinin yapılmasında hesaplamalı akışkanlar dinamiği analiz yazılımı(fluent) programı kullanılmıştır. Fluent programında kubbeli mahal için farklı hızlarda ve farklı ısıl şartlarında analizler yapılmış olup, çözümler tekrarlanmış ve her bir durum için iç ortamdaki sıcaklık ve hız konturları incelenmiştir. Klimaların farklı hız değerinde gösterdikleri davranışlar görseller yardımıyla desteklenmiştir. Seçilen ve analizi yapılan kubbeli mahalde, klima üfleme hizaları doğrultusu boyunca hız değerlerine bağlı olarak sıcaklıkların davranışları incelenmiştir. Uygulanan hız değerleri arasında insan sağlığı ile ilgili iç hava kalitesini artırıcı optimum çözüm önerileri sunulmuştur. Today, domed structures, which are widely used in various areas, have great functions. Considering the comfort conditions used in these structures, many different studies were performed. This type of work has been common in Iranian regions. In the literature, numerical analyzes were performed in different studies for thermal comfort such as thermal performance of domed structures, natural convection, heat transfer, fluid movements and heating-cooling potentials in summer and winter seasons. Model designs have been made for domed environments and mostly RNG, k-ε and k-, based turbulence models are emphasized. In the light of these studies, it is aimed to conduct an internal thermal analysis of a mosque in Şanlıurfa in summer with experimental and numerical calculations. The required model design for the analysis was done and computational fluid dynamics analysis software (fluent) program was used in the flow analysis of the site. For the domed space in Fluent program, different velocities and different thermal conditions were analyzed, the solutions were repeated and the temperature and velocity contours in the interior environment were examined for each situation. The behaviors of the air conditioners at different speed values were supported with visuals. The behavior of the temperatures were investigated in the selected and analyzed domed area, depending on the velocity values along the direction of air conditioning blowing alignment. Optimal solution suggestions are presented to improve the indoor air quality related to human health among the applied speed values.