Breathing building envelope as a passive indoor air quality design element: Empirical and numerical performance assessment
Pasif bir iç hava kalitesi tasarımı elemanı olarak nefes alan bina kabuğu: Deneysel ve sayısal performans değerlendirmesi
- Tez No: 1007891
- Danışmanlar: DOÇ. AYŞE DUMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Yapı Bilimleri Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
“Nefes alan bina kabuğu”(BBE) kavramı, mekanik enerjiye, hava basınç farkına veya kütlesel hava hareketine dayanmayan, bina kabuğuna entegre bir iç hava kalitesi stratejisi sunar. Bu çalışma ilk aşamada, önerilen BBE sisteminin kabul edilebilir ısı yalıtım performansını korurken difüzyona dayalı doğal havalandırmayı mümkün kılıp kılamayacağını araştırmaktadır. Çalışma, her iki yüzünde cam elyaf şilte kaplı alçı levha katmanları bulunan ve arada cam yünü yalıtım levhası yer alan çok katmanlı duvar sistemlerine odaklanmaktadır. Bu kapsamda, nefes alabilirliği kontrollü perforasyon desenleri kullanılarak kademeli biçimde artırılmış konfigürasyonların yanısıra hava sızdırmaz bir EPS katman referans olarak birlikte incelenmiştir. CO₂ geçirgenliği, özel tasarlanmış bir soğuk kutu test düzeneği kullanılarak deneysel olarak ölçülmüştür. Deney verileri analiz edilerek her bir duvar konfigürasyonu için etkin CO2 difüzyon katsayıları (DEFF, cm2 ⋅s -1) elde edilmiştir. Bu değerler neredeyse viii hava sızdırmaz bir EPS katmandan, yüksek geçirgenliğe sahip BBE sistemlerine kadar bir DEFF aralığı ortaya koymaktadır. Buna paralel olarak, aynı duvar sistemlerinin ısıl geçirgenliği (U değeri) deneysel olarak ölçülmüş ve ısıl hedeflerden ödün vermeden difüzyon performansını artıran konfigürasyonların belirlenmesi amaçlanmıştır. Ölçülen DEFF değerleri kullanılarak, kabuk ölçeğindeki difüzyon davranışını oda ölçeğinde CO2 konsantrasyonu tahminlerine dönüştürmek üzere homojen bir iç ortam CO2 kütle dengesi modeli geliştirilmiştir. Model verileri, deneysel CO2 konsantrasyon verileriyle karşılaştırılarak değerlendirilmiş ve kalibre edilmiştir. Sonrasında, kalibre edilen model ve DEFF değerleri temsili bir yatak odası senaryosuna uygulanmıştır. Böylece farklı kabuk tipleri ile farklı mekanik havalandırma varsayımları altında öngörülen iç ortam CO2 seviyesi değişimleri karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgular, nefes alan dış duvarların pasif iç hava tasarımında etkin bir tasarım elemanı olarak kullanabilebileceğini ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
The concept of“breathing building envelope”(BBE) offers an envelope-integrated indoor air quality (IAQ) strategy that does not rely on mechanical energy, air pressure difference, or bulk air movement. This study initially investigates whether the proposed BBE system can enable diffusion-driven natural ventilation while maintaining acceptable thermal insulation performance. The study focuses on multilayered insulated walls consisting of glass fiber coated gypsum board lining layers on both sides and glass wool insulation in between. In this regard, progressively“breathing”wall configurations created through controlled perforation patterns, together with an EPS layer as an airtight reference, are assessed. CO2 permeability was quantified experimentally using a custom cold box test apparatus. The experimental data were analyzed to obtain effective CO2 diffusion coefficients (DEFF, cm2 ⋅s -1) for each configuration, ranging from an almost airtight vi baseline EPS layer to highly permeable BBE systems. In parallel, the thermal transmittance of the same mockups was measured experimentally to identify configurations that improve diffusion performance without compromising thermal targets. Building on the measured DEFF values, a well-mixed indoor CO₂ mass-balance model was developed to translate envelope-scale diffusion behavior into room-scale CO2 concentration predictions. Model data was evaluated against experimental CO2 concentration data. Finally, the calibrated framework was applied to a representative bedroom scenario to compare predicted indoor CO₂ evolution across envelope types and mechanical ventilation assumptions. Overall, the findings indicate that BBEs can be used as effective design elements in passive indoor air quality design.
Benzer Tezler
- Yapı tasarımında gürültü faktörünün Türkiye ve Almanya gürültü yönetmelikleri kapsamında incelenmesi: Konut örneği
Examination of noise factor in building design within the scope of Turkish and German noise regulations: Housing example
SİMGE TÜMER ARGÜDEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
MimarlıkYıldız Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEŞE AKDAĞ
- Yapı kabuğundaki dış sıva hasarlarının belirlenmesi
Determination of damages on external plaster of building enclosure
ALEV AKIN
- Aktif güneş enerjisi sistemi entegre edilmiş çok açılı cephelerde, cephe eğim açılarının optimizasyonu üzerine bir araştırma
A research on optimization of facade incline angels in multi angle facades that integrated active solar energy system
TUĞBA CEBECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET CÜNEYT DİRİ
- Kod uyarımlı doğrusal öngörü yöntemi ve stokastik kod defteri arama işlemi için hızlı bir yöntem
Başlık çevirisi yok
H.ZEKİ ERDOĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1994
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ERDAL PANAYIRCI
- Facade as urban, architectural and interior element: interpretation of tangible and intangible values in İzmir Karşıyaka apartment blocks, between the period of 1950-1980
Kentsel, mimari ve iç mekân elemanı olarak cephe: 1950-1980 dönemi İzmir Karşıyaka apartmanlarında somut ve soyut değerlerin yorumlanması
GİZEM GÜLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İç Mimari ve DekorasyonYaşar Üniversitesiİç Mimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLNUR BALLİCE
DR. ÖĞR. ÜYESİ EDA PAYKOÇ