EXAMINATION OF THE USE OF WIND TURBINES IN TALL BUILDINGS

Year 2022, , 1 - 18, 30.12.2022

Hasan Begeç

https://doi.org/10.58317/eksen.1082215

Abstract

The increasing energy demand in the world and the use of non-renewable energy resources to meet this have led to the emergence of many environmental problems. Today, the use of wind energy is becoming one of the most effective areas of alternative energy. In particular, applications for the use of wind energy, which is one of the most economical renewable energy sources with a very low carbon dioxide emission rate, have also gained importance. It is seen that wind turbines are used as a popular design element in tall buildings as well. In the study, it is aimed to examine the examples of tall buildings that have been completed and/or remained as a proposal during the design phase, in which wind turbines were used in their design, and to evaluate the use of wind energy. In the study, it is also aimed to reveal the potentials and disadvantageous points of wind turbine applications. Within the scope of the study, Bahrain World Trade Center, Pearl River Tower, Strata SE1 Tower, The Lighthouse Tower, Anara Tower, COR Tower, Clean Technology Tower, Burj al-Taqa Tower, which were built with a wind turbine and/or remained in the design stage as a proposal project, were examined. Examples of tall buildings; The position of the wind turbines on the building, the energy rate it provides, its relationship with the building form and architectural features were evaluated with certain criteria. It has been determined that the use of wind turbines in high-rise buildings plays an important role in determining the building form. As a result of the study, it is seen that the use of wind turbines in high-rise buildings cannot provide the desired energy efficiency in today's conditions and they are not preferred because of the high initial investment costs. However, it is thought that these applications still have great potential, especially in high-rise buildings, for the future of our planet.

Keywords

Wind turbines, Tall buildings, Relationship between building form and wind turbine in tall buildings

YÜKSEK YAPILARDA RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN KULLANIMININ İNCELENMESİ

Abstract

Dünya üzerinde artan enerji talebi ve bunun karşılanması için yenilenmeyen enerji kaynaklarının kullanılması beraberinde birçok çevresel sorunun ortaya çıkmasına neden olmuştur. Günümüzde ise rüzgâr enerjisinin kullanılması, alternatif enerjinin en etkin alanlarından biri haline gelmektedir. Özellikle karbondioksit emisyon oranı çok düşük ve en ekonomik yenilenebilir enerji kaynaklarından olan rüzgâr enerjisinin yapılarda kullanımına yönelik uygulamalar da giderek önem kazanmıştır. Yüksek yapılarda da popüler bir tasarım öğesi olarak rüzgâr türbinlerinin kullanıldığı görülmektedir. Çalışmada; tamamlanmış ve/veya tasarım aşamasında öneri olarak kalmış, tasarımında rüzgâr türbini kullanılmış yüksek yapı örneklerinin incelenmesi ve rüzgâr enerjisi kullanımının değerlendirilmesi amaçlanmaktadır. Çalışmada ayrıca rüzgâr türbini uygulamalarının potansiyelleri ve dezavantajlı noktalarının ortaya konulması da amaçlanmaktadır. Çalışma kapsamında rüzgâr türbini ile yapılmış ve/veya öneri proje olarak tasarım aşamasında kalmış Bahreyn Dünya Ticaret Merkezi, Pearl River Kulesi, Strata SE1 Kulesi, The Lighthouse Kulesi, Anara Kulesi, COR Kulesi, Clean Technology Kulesi Burj al-Taqa Kulesi incelenmiştir. Yüksek yapı örnekleri; rüzgâr türbinlerinin bina üzerindeki konumu, sağladığı enerji oranı, bina formu ile ilişkisi ve mimari özellikleri gibi belirlenen kriterler ile değerlendirilmiştir. Yüksek yapılarda rüzgâr türbini kullanılmasının bina formunun belirlenmesi üzerinde önemli rol oynadığı tespit edilmiştir. Çalışmanın sonucunda, yüksek yapılarda rüzgâr türbinlerinin kullanılmasının istenilen enerji verimliliğini günümüz koşullarında sağlayamadığı ve ilk yatırım maliyetlerinin de yüksek olmasından dolayı çok tercih edilmedikleri görülmektedir. Ancak gezegenimizin geleceği açısından özellikle yüksek yapılarda bu uygulamaların hala büyük bir potansiyel oluşturdukları düşünülmektedir.

Keywords

Rüzgar türbini, Yüksek yapılar, Yüksek yapılarda bina formu ve rüzgâr türbini ilişkisi, Wind turbines, Tall buildings, Relationship between building form and wind turbine in tall buildings

References

• Adach, C.W. (2009). Bahrain World Trade Center. Web adresinden 10 Ocak 2022 tarihinde erişildi: http://adachchristopher.blogspot.com/2009/11/bahrain-world-trade-center.html?m=1
• Aeworldmap, (2022). Castle House London. Aeworldmap. Web adresinden 10 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://aeworldmap.com/2010/01/31/castle-house-Kulesi-london-u-k/castle-wind-model/
• Ali, M.M. ve Armstrong, P.J. (2006). Strategies for integrated design of sustainable tall buildings. AIA Report On Univercity Research, University of Illinois at Urbana-Champaign School of Architecture.
• Archdaily, (2008). Anara Tower by Atkins Design Studio. Archdaily. Web adresinden 10 Ocak 2022 tarihinde erişildi. https://www.archdaily.com/8293/anara-Kulesi-by-atkins-design-studio
• Begeç, H. (2013). Sürdürülebilir yüksek yapı tasarımında yönelimler. Ege Mimarlık, (83), 30-36.
• Cruıckshank, A. (2018). Placetech web adresinden 10 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://placetech.net/strategy/worlds-smartest-buildings-pearl-river-Kulesi-guangzhou/
• CNN Money (2022). World's greenest skyscraper. CNN Money. Web adresinden 10 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://money.cnn.com/2010/02/22/technology/zeb_pearl_river.fortune/index.htm
• CTBUH (2021). Tall building criteria. CTBUH. Web adresinden 21 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://www.ctbuh.org/resource/height
• Designbuild (2008). Burj al-Taqa – The Energy Tower. Designbuild. Web adresinden 21 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://www.designbuild-network.com/projects/dubai-Kulesi/
• Frechette, R. ve Gilcgrist, R. (2008). Towards zero energy: A case study of Pearl River Kulesi, Guangzhou, China. CTBUH 8th World Congress, 3-5 Mart, Dubai.
• Günel, M. H., Ilgın, H. E. ve Sorguç, A. G. (2007). Rüzgâr enerjisi ve bina tasarımı. Ankara: ODTÜ Mimarlık Fakültesi.
• Günel, M. H. ve Ilgın, H. E. (2008). Bir mimari tasarım kriteri olarak rüzgâr enerjisi kullanımı. Ege Mimarlık, (65), 6-11.
• Ilgın, H. E. ve Günel, M. H. (2007). The role of aerodynamic modifications in the form of tall buildings against wind excitation. Metu JFA, 2, 17-25.
• Inhabitat (2006). New Green Tower In Mıamı – The COR Building. Inhabitat. Web adresinden 19 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://inhabitat.com/new-green-Kulesi-in-miami-the-cor-building/cor-building-miami-miami-design-district-green-building-sustainable-skyscraper-leed-Kulesi-green-high-rise-in-miami-chad-oppenheim-architecture-and-design-buro-happold-ysreal-seinuk/
• Inhabitat (2007). Burj Al-Taqa: Zero-Energy Tower for the Middle East. Inhabitat. Web adresinden 21 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://inhabitat.com/burj-al-taqa-energy-Kulesi-for-the-middle-east/
• Inhabitat (2008). Smooth Operator: The Clean Technology Kulesi. Inhabitat. Web adresinden 19 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://inhabitat.com/smooth-operator-the-clean-technology-Kulesi/ Irwin, P., Kilpatrick J., Robinson J. ve Frisque, A. (2008). Wind and tall buildings: Negatives and positives. The Structural Design of Tall and Special Buildings, 17, 915-928.
• Lepik, A. (2004). Skyscrapers. Munich: Prestel Verlag.
• Milne, I. (2016). Bahrain World Trade Center: Harnessing wind energy a post occupancy evaluation. A.Wood, D. Malott ve J. He (Eds.), Conference e-proceedings: Cities to Megacities. CTBUH International Conference, 16-21 Ekim 2016, Hong Kong.
• Morhayim, L. (2003). Ekolojik mimari tasarım anlayışının İstanbul’daki yüksek ofis yapıları örneğinde değerlendirilmesi. (Yüksek Lisans Tezi). Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• Özer, Z. (1996). Fosil yakıtsız yaşama doğru. Bilim ve Teknik Dergisi, 338 (1), 56-61.
• Sev, A. (2009). Sürdürülebilir Mimarlık. İstanbul: YEM Yayınları.
• Skyscrapercenter (2022). Lighthouse Tower. Skyscrapercenter. Web adresinden 10 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://www.skyscrapercenter.com/building/lighthouse-Kulesi/219