FARKLI ÇATI GEOMETRİLERİNİN BETON KÖŞK VE BENZERİ KÜÇÜK YAPILARIN ISIL PERFORMANSINA ETKİSİNİN İNCELENMESİ

Abstract

Günümüzde enerjide yaşanan darboğaz ve konvansiyonel enerji kaynaklarının çevreye olası etkilerin bir sonucu olarak özellikle ülkemiz gibi enerjide dışa bağımlı olan ülkelerdeki genel trend enerjinin elde edilmesi ve kullanılmasına yönelik yeni araç ve yöntemlerin geliştirmesidir. Yeni araç ve yöntemler alternatif enerji kaynakları, enerji verimli yeni malzeme arayışı ve ısıtma-soğutma yükünü minimize edece pasif yenilikçi yöntemlerin geliştirilmesi şeklinde üç başlık altında toplanabilir. Söz konusu araç ve yöntemlerin geliştirmesine yönelik en büyük kaygı mevcut yöntemler ile maliyet açısından rekabet edebilme ölçüsünün düşük olmasıdır. Bunun sonucu olarak günümüzdeki diğer bir trend ise bölgelere özgü yerel malzemelerden veya yapı mimarisinden yararlanarak yeni enerji verimli yöntem ve malzemelerin geliştirilmesine yöneliktir. Sözü edilen iki trendin de başarısı ancak mevcut araç ve yöntemlerinin performans ve maliyet ilişkilerinin ölçülebilir parametreler ile tanımlanıp enerji verimliği açısından yapılacak düzenlemelerin maliyette getireceği iyileştirme veya olumsuzlukların tespiti ile mümkündür. Bu çalışmada 800kW monoblok bir trafo köşkü seçilerek düz ve konik çatı geometrilerin akış ve ısı karakteristiklerinin ilişkisi tanımlanarak havalandırma performansı tespit edilmiştir. Çalışmada deneysel ölçümler yanı sıra 18 tane farklı durum için CFD simülasyonları yürütülmüştür. İlk altı CFD simülasyonunda gün boyunca farklı üç zaman periyodunda düz ve konik çatının referans alınan binanın akış ve ısı karakteristiklerine etkisi araştırılmıştır. Sonraki CFD simülasyonlarında konik çatılı beton köşk referans olmak üzere farklı rüzgar atak açılarının bina performansına etkisi araştırılmıştır. Yürütülen ölçüm ve CFD simülasyonları sonucunda varılan bulgular: (i)Konik çatı üzerine düşen ortalama güneş ışınımı şiddeti açısından yaklaşık saat dilimine göre %10-20 aralığında daha avantajlıdır. (ii) Konik çatının havalandırma açısından öne çıkan avantajı yapısından dolayı içerisinde meydana gelen akış alanıdır. (iii)Konik çatısının yapısından veya içerisinde oluşan akış alanından dolayı dış iç ortama daha fazla akışkan girişi olmakta ve akışkan debisi direkt olarak trafonun ısı taşınım katsayısını yükselmektedir. (iv) Rüzgar atak açısının iç ortalama giren akışkan debisi üzerinde %400 gibi yüksek oranlarda etkisi söz konusudur. Bundan dolayı beton köşk veya diğer yapıların kurumunda bölgenin hâkim rüzgar yükü dikkate alınarak kurulumun yapılması, kritik bir öneme sahiptir.