Effect of solar radiation in office spaces
Solar radyasyonun ofis alanlarındaki etkisi
- Tez No: 697943
- Danışmanlar: PROF. MUSTAFA PINAR MENGÜÇ, DR. ALTUĞ MELİK BAŞOL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Bu tez, bir ofisin dış güneş kırıcıları, çeşitli pencere camları, masalar arası bölmeler ve zemin malzemeleri gibi güneş ışınımından dolayı bina sakinlerinin ısıl konforunu etkileyen tasarım bileşenlerini incelemektedir. Bir binaya özgü tasarlanan güneş kırıcı tasarımı ve tasarım parametreleri aşamaları ile güneş kırıcı türleri incelenmiştir. Tasarlanan güneş kırıcıları, enerji verimliliği ve elektrik üretimi amacıyla gereksiz güneş ışınımını engellemek için cepheye ve pencerelere fotovoltaik (PV) panellerle entegre edilerek monte edilmiştir. Pencere camlarının optik özellikleri, çok bantlı bir termal radyasyon modeli için çalışılmış ve düşük demirli, şeffaf ve gri soda kireç silika camların termal ışıma özellikleri sağlanmıştır. PV panel sistemi, çeşitli PV panel türleri ile incelenmekte ve hatalı hizalama, sıcaklık ve toz, bulut veya güneş kırıcı nedeniyle gölgelenmeden kaynaklı PV panellerinin verimliliğindeki kayıplar tartışılmaktadır. Bir ofis alanındaki doğal konveksiyonu güneş radyasyonundan kaynaklanan termal radyasyonla birleştirmek için sayısal bir çalışma yapılmıştır. Çalışma, özellikle ofis alanının masaları arasına yerleştirilen bölmelerin, güneş kırıcıların, farklı pencere camlarının ve yer kaplamalarının bina sakinlerinin termal ve görsel konforu üzerindeki etkisini belirlemek için bir sistem geliştirmek için etkisini araştırmıştır. Bu sistemin adımları farklı binalar için yeni analizlerle tekrarlanabilir. İki farklı bölme yüksekliği (bölmenin boyunun tavan yüksekliğine oranına göre 0.3 ve 0.5 değerleri düşünülerek) incelenmiştir. Ofise tek giriş ve çıkış havalandırma amaçlı olarak modellenmiştir. Cephe dışındaki tüm duvarların ısı transferi olmadığı varsayılmış olup cephenin ısıl ışıma kaynağı olarak işlev gören tek bir penceresi vardır. Termal radyasyonun hesaplanması için tüm yüzeylerin gri yayınık yüzeyler olduğu varsayılmıştır. Güneş radyasyonu, bir yaz günü ve bir kış günü için hem yayınık hem de doğrudan güneş ışığına sahip iki bantlı model (görünür ve kızılötesi) olarak analiz edilir. Son olarak, sadece yayılmış güneş ışığı, daha soğuk hava sıcaklığı ve daha yüksek rüzgâr hızının olduğu sert bir kış günü incelenir. viii Pencere camı seçimi, pencere üzerindeki güneş kırıcı oranı, masalar arası bölme geometrisi, zemin malzemeleri ve hava koşullarına göre, yüzey sıcaklık dağılımındaki değişimler, hava sıcaklığı, hava hızı ve ofis içindeki iki mankenin ısıl konforu analiz edilir. Isıl konfor analizi Fanger tarafından geliştirilen PMV ve PPD yöntemlerine dayanmaktadır. Bu çalışmanın neticesinde, ilerde kullanılabilecek yenilikçi tasarım sistemleri önerilmiştir.
Özet (Çeviri)
This thesis examines the design components of an office that influences the thermal comfort of the occupants due to solar radiation, such as external solar shades, various window glasses, partitions between desks and floor materials. The steps of solar shade design and design parameters specific to the building, along with the types of solar shades are explored. Solar shades can be integrated with photovoltaic (PV) panels to be mounted on the façade and windows to block the unnecessary solar radiation for energy efficiency and electricity generation purposes. Optical properties of window glasses are studied for a multi-band thermal radiation model and thermal radiative properties of low-iron, clear and grey soda lime silica glasses are supplied. PV panel system is examined along with various types of PV panels and losses in efficiency of PV panels due to misalignment, temperature and blockage by dust, clouds or solar shade are discussed. A detailed numerical study is conducted to couple natural convection in an office space with thermal radiation due to solar radiation. The study specifically investigates the combined effects of partitions located between desks of the office space, solar shades, window types and floor materials to develop a framework to determine the effect of windows on thermal and visual comfort of occupants. These steps of this framework can be applied to all other buildings with new analyses. Two different geometries are used due to different partition cases (according to the aspect ratio of the partition to the ceiling height, which are taken as 0.3 and 0.5) were studied. Single inlet and outlet is modeled for ventilation purposes. All walls other than the façade of the enclosure are assumed adiabatic, and the enclosure has a single window, which acts as a thermal radiative heat source. All surfaces are assumed to be gray-diffuse surfaces for calculation of thermal radiation. The solar radiation is analyzed as two band model (visible and IR spectra) with both diffuse and direct sunlight for a summer day and a winter day. Finally, an extreme winter day with only diffuse sunlight, colder temperature and higher wind speed is studied. vi Based on the choice of window glass type, solar shade coverage on the window, partition geometry, floor materials, and the weather conditions, variations on the surface temperature distribution, air temperature, air velocity and thermal comfort of two manikins inside the office are analyzed based on Predicted Mean Vote (PMV) and Percentage of Dissatisfied (PPD) methods by Fanger. Based on this study, a series of suggestions are made for the future designs of integrated solar shade systems.
Benzer Tezler
- An approach for simulation-based multi-objective optimization of dynamic shading devices
Dinamik gölgeleme elemanlarının simülasyon tabanlı çok amaçlı optimizasyonuna yönelik bir yaklaşım
AYÇA KIRIMTAT
Doktora
İngilizce
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜLTEN MANİOĞLU
- İstanbul'da bir ofis binası örneğinde elektrokromik pencerelerin performans değerlendirmesi
Performance evaluation of electrochromic windows on a sample of office building in Istanbul
GİZEM SARIŞEN ÖZTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASLIHAN ÜNLÜ TAVİL
- Ofis mekanlarında dinamik cam ve güneş kırıcı kullanımının görsel konfor ve enerji performansı bakımından irdelenmesi
Dynamic glass and solar shading utilization in office spaces: an investigation based on visual comfort and energy performance
SİMGE ÖZYALIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
MimarlıkEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAŞAK GÜÇYETER
- Uydu verileri ile İstanbul Boğazı ve Haliç'de su kirliliğinin makro düzeyde belirlenmesi
Intrepretation at macro level as pollution of water resources of remotely sensed data of Bosphorus and golden horn estuary by an unsupervised and supervised classification method
H.GONCA COŞKUN
- Fotovoltaik entegre edilmiş güneş kırıcıların enerji etkinlik ve görsel konfora etkilerinin irdelenmesi
Investigating the effects of photovoltaic integrated shading devices on energy efficiency and visual comfort
BAHRAM AMANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
MimarlıkEskişehir Osmangazi ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BAŞAK GÜÇYETER