Opak havalandırmalı cephe sisteminin sıcak nemli iklimde ısıl performansının optimizasyonu
Optimization of thermal performance of opaque ventilated facade system in hot humid climate
- Tez No: 919162
- Danışmanlar: PROF. DR. İDİL AYÇAM
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mimarlık Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 187
Özet
Binaların yaşam döngüsü boyunca, yapı kabuğundan kaynaklanan enerji kayıpları ve kazançları, toplam enerji tüketimi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Küresel ısınmanın etkisiyle soğutma ihtiyacı her yıl artmakta, bu durum binalarda yüksek ısıl performansa sahip yapı kabuğu tasarımını zorunlu hale getirmektedir. Sıcak ve nemli iklim bölgelerinde, cephe bileşenlerinin özellikle soğutma döneminde ısı kazancını minimize etmesi, enerji verimliliği açısından kritik bir önem taşımaktadır. Bu bağlamda, çalışmanın temel hipotezi, sıcak ve nemli iklim koşullarında yer alan binalar için, iklime uyum sağlayan, kullanıcıların ısıl konfor gereksinimlerini karşılayan, soğutma enerjisi tüketimini azaltan, maliyet etkin ve yüksek ısıl performanslı bir cephe sisteminin geliştirilebileceğidir. Bu hipoteze dayanarak, opak havalandırmalı cephe sistemlerinin bu iklim bölgelerinde enerji verimliliğini artırarak sürdürülebilir bir çözüm sunacağı öngörülmektedir. Tez kapsamında, havalandırmalı cephe sisteminin Türkiye'nin sıcak ve nemli iklim bölgesindeki soğutma yüklerini azaltma potansiyeli nicel olarak incelenmiştir. Çalışma, sıcak ve nemli iklim koşullarına uygun tasarım parametrelerinin optimizasyonuna, iklim verilerinin (güneş ışınımı, sıcaklık ve hava hareketi) cephe performansına etkilerinin analizine, optimum havalandırma boşluğu geometrilerinin ve yeni menfez konfigürasyonlarının geliştirilmesine odaklanmıştır. Ayrıca, farklı cephe yönlerinin, kaplama malzemelerinin ve ısı yalıtım katmanlarının ısıl performans üzerindeki etkileri irdelenmiş ve önerilen cephe tiplerinin yatırım maliyeti de hesaplanmıştır. Yapının termo-akışkan dinamiklerinin karmaşıklığı nedeniyle, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi kullanılarak ANSYS Fluent yazılımı aracılığıyla ayrıntılı simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, havalandırmalı cephe sistemlerinin, havalandırmasız cephelere kıyasla yaz dönemindeki ısı kazanımlarını %58-%64 oranında azaltabildiğini göstermiştir. Bu sonuçlar, havalandırmalı cephe sistemlerinin sıcak ve nemli iklim bölgelerinde enerji verimliliğini artırmada önemli bir potansiyele sahip olduğunu ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
Throughout the building's lifecycle, energy losses and gains originating from the building envelope significantly impact total energy consumption. As a result of global warming, the demand for cooling is increasing each year, making the design of building envelopes with high thermal performance essential. In hot and humid climate zones, minimizing heat gain through façade components, particularly during the cooling season, is critical for ensuring energy efficiency. In this context, the main of the study is that a climate-adaptive, cost-effective, and high thermal performance façade system, which reduces cooling energy consumption and meets the thermal comfort needs of occupants, can be developed for buildings in hot and humid climates. Based on this hypothesis, it is anticipated that opaque ventilated façade systems will offer a sustainable solution by enhancing energy efficiency in these climate zones. Grounded in this hypothesis, it is predicted that opaque ventilated façade systems will offer a sustainable solution by increasing energy efficiency in these climatic zones. Within the scope of the thesis, the potential of the ventilated façade system to reduce cooling loads in the hot and humid climate zone of Turkey was examined quantitatively. The study focuses on the optimization of design parameters suitable for hot and humid climates, analyzing the impact of climatic data (solar irradiation, temperature, and air movement) on façade performance, and developing optimal ventilation cavity geometries and new vent configurations. In addition, the effects of different façade orientations, cladding materials, and insulation layers on thermal performance have been examined, and the investment costs of the proposed façade types have also been calculated. Due to the complexity of the structure's thermo-fluid dynamics, detailed simulations were performed through ANSYS Fluent software using the Computational Fluid Dynamics (CFD) method. The findings showed that ventilated façade systems can reduce summer heat gains by 58%-64% compared to non-ventilated facades. These results reveal that ventilated façade systems have significant potential to increase energy efficiency in hot and humid climatic zones.
Benzer Tezler
- Opak, inorganik cephe kaplama malzemeleri ve uygulama yöntemlerinin bina enerji performansına etkileri
Effects of opaque, inorganic facade cladding materials and application methods on building energy performance
BURÇİN BALIKÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜLYA KUŞ
- Gelişmiş cephe sistemlerinin ekolojik enerji etkin tasarım çerçevesinde incelenmesi,iklim verilerine göre değişimi ve geleceğe yönelik öngörüler
The advanced facade systems in the frame of ecologic energy efficient design, changing according to climatic conditions and foresight for the future
GAMZE YEŞİLLİ
- Çift kabuklu cephelerin ısı kayıplarının hesaplanmasında kullanılabilecek yeni bir yaklaşım
A new approach for double skin envelope's heat loss calculation
KEMAL FERİT ÇETİNTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZERRİN YILMAZ
- Evaluating the LCA of two buildings with close embodied energy which have different functions
Farklı işlevlere sahip olan iki binanın üç tür duvar kullanarak yaşam döngüsünün değerlendirilmesi
POOYA PAKMEHR
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA ERKAN KARAGÜLER
- Gölgeleme araçlarının mekanın toplam soğutma yükleri açısından etkinliklerinin değerlendirilmesinde geliştirilen yöntem
Shading device efficiency evaluation method developed on zone total cooling loads
NESLİHAN TÜRKMENOĞLU BAYRAKTAR