KENTSEL MEKÂN DÜZENLERİNİN PASİF HAVALANDIRMA ve GÜNEŞLENME KRİTERLERİ ÜZERİNDEN SORGULANMASI

Year 2022, Volume: 3 Issue: 2, 38 - 57, 30.12.2022

Nurdan Çağla Çamaş , Gözde Ekşioğlu Çetintahra

https://doi.org/10.58317/eksen.1104955

Abstract

Kentsel alanlar, yoğun insan faaliyetleri ve yapılaşma koşulları nedeniyle iklim değişikliğinde etken bir rol oynamaktadır. Özellikle yerel iklimsel koşullara uygun olmayan kentsel dokularda kentsel ısı adası etkisi artmakta ve bu durum küresel ısınmaya, ekolojik dengelerin bozulmasına neden olmakta ve toplum ve birey için kentsel yaşantıyı sağlıksız bir duruma getirmektedir. Ancak kentsel mekânda pasif tasarım ilkelerine uygun mekânsal düzenlemeler yapılarak bu tür olumsuz durumların azaltılabileceği akademik alanda sıklıkla tartışılmaktadır. Pasif aydınlanma-ısınma ve havalandırma-serinleme esaslarına dayalı olan pasif tasarım ilkeleri, yerel iklimsel koşullara uygun mekânsal düzenler kurgulanarak sağlanabilecektir. Bu kabulden yola çıkılarak hazırlanan bu çalışmada, yapılaşmış bir alanda güneş ve rüzgâr parametreleri üzerinden pasif havalandırma ve güneşlenmeye uygunluk durumuna ilişkin nesnel ölçüm yöntemlerine dayalı bir sorgulama yapılmıştır. Çalışmada, İzmir İli Karşıyaka İlçesindeki farklı morfolojik özelliklere sahip alanlarda bilgisayar destekli yazılımlar kullanılarak güneş ve rüzgâr analizleri yapılmıştır. Analizler sonucunda elde edilen güneşlenme ve havalandırma verileri, yapı adası formu, yönlenmesi, mahalle genelinde doluluk-boşluk oranı, yapı yüksekliği, yapılar arası mesafe kriterleri üzerinden tartışılmıştır. Çalışmanın sonuçları, yapı adası formlarının, yapılar arası mesafelerin, alanlardaki doluluk-boşluk oranlarının farklılaştığı durumlarda pasif tasarım kriterlerinin karşılanmasında birtakım sorunlu durumlar oluştuğunu göstermektedir. Çalışma, mevcut kentsel bir dokunun yapılaşma düzeninin yerel iklimsel değişkenlere ne düzeyde uyumlu olduğunu belirlemeye çalışması açısından mekân düzenleme disiplinleri ile ilişkili literatüre önemli katkı sunmaktadır.

Keywords

pasif tasarım, mekânsal düzen, pasif güneşlenme, pasif havalanma, Kentsel ısı adası etkisi

Supporting Institution

Yok

Project Number

Yok

INVESTIGATION OF URBAN SPACES ON PASSIVE VENTILATION AND INSOLATION CRITERIA

Abstract

Urban areas play an active role in climate change due to intense human activities and building conditions. Urban heat island effect increases especially in urban fabric unsuitable for local climatic conditions. This issue causes global warming and deterioration of ecological balances, while making urban life unhealthy for society and individuals. Yet it is frequently discussed in the academic field that such negative situations can be reduced by making spatial arrangements in accordance with passive design principles in urban space. Passive design principles based on passive lighting-heating and ventilation-cooling principles can be obtained by making spatial arrangements suitable for local climatic conditions. This study makes an inquiry over solar and wind parameters related to their compliance with passive ventilation and insolation based on objective measurement methods in a built-up area. The study carries out solar and wind analyses using computer aided software in areas with different morphological characteristics in Karşıyaka District of Izmir Province. The insolation and ventilation data obtained by these analyses were discussed over the criteria of building block form, orientation, occupancy-space ratio throughout the neighbourhood, building height, and distance between buildings. The results of the study show that there are some problematic situations in meeting the passive design criteria when the block forms, the distances between the buildings, the occupancy-space ratios in the areas differ. The study makes an important contribution to the literature related to the discipline of spatial order in terms of determining the compatibility of existing urban texture's construction pattern with local climatic variables.

Keywords

healthy city, passive design, spatial order, passive insolation, passive ventilation, Urban heat island effect

Project Number

Yok

References

• Ahsan, T. (2009). Passive design features for energy-efficient residential buildings in tropical climates: the context of Dhaka, Bangladesh (Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi). KTH, Mimarlık ve Yapılı Çevre Okulu (ABE), Kentsel Planlama ve Çevre, Stockholm. Web adresinden 15 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://www.diva-portal.org/smash/record.jsf?pid=diva2%3A353651&dswid=-109
• Akbari, H. (2005). Potentials of urban heat island mitigation. International Conference Passive and Low Energy Cooling for the Built Environment, 19-21 Mayıs 2005 içinde (ss. 11-22). Santorini, Yunanistan.
• Akbari, H., Davis, S., Dorsano, S., Huang, J. ve Winett, S. (1992). Cooling our communities: A guidebook on tree planting and light colored surfacing. US Environmental Protection Agency, Office of Policy Analysis, Climate Change Division. San Franscisco.
• Akın, T. (2001). Doğal çevre etmenlerine bağlı olarak, yerleşme ve bina ölçeğinde iklimle dengeli konut tasarım denetleme modeli (Yayımlanmış Doktora Tezi). Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. Web adresinden 17 Kasım 2021 tarihinde erişildi: http://dspace.yildiz.edu.tr/xmlui/handle/1/2087
• Allegrini, J. ve Carmeliet, J. (2018). Simulations of local heat islands in Zürich with coupled CFD and building energy models. Urban Climate, 24, 340-359.
• Altan, H., Hajibandeh, M., Tabet Aoul, K. A. ve Deep, A. (2016). Passive design. M. Noguchi (Der.), ZEMCH: Toward the delivery of zero energy mass custom homes içinde (ss.209–236). Springer.
• Arnfield, A. J. (2003). Two decades of urban climate research: A review of turbulence, exchanges of energy and water, and the urban heat island. International Journal of Climatology, 23(1), 1-26.
• Atlas Akvaryum. (b.t.). Rüzgar, deniz, yelken yön bilgileri. Atlas Akvaryum web adresinden 26 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://www.atlasakvaryum.com/index.php?id=2031
• Baş, H. ve Türkseven Doğrusoy, İ. (2019). Kentsel açık alanlarda yaya rüzgâr konforunun analizi: İzmir Karşıyaka Çarşısı örneği. Megaron, 14(2), 239-253.
• Benson, S. M. ve Orr, F. M. (2008). Sustainability and energy conversions. MRS Bulletin, 33(4), 297-302.
• Berköz, E. (1983). Güneş ışınımı ve yapı dizaynı. İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi.
• Bhikhoo, N., Hashemi, A. ve Cruickshank, H. (2017). Improving thermal comfort of low-income housing in Thailand through passive design strategies. Sustainability, 9(8), 14-40.
• Boz, A. (Mart, 2021). Pasif evler hakkında analizler. ResearchGate. Web adresinden 15 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://www.researchgate.net/publication/350467132_PASIF_EVLER_HAKKINDA_ANALIZLER
• Ching, F.D.K. ve Adams, C. (2006). Çizimlerle bina yapım rehberi (2. Basım). (Tuğçe Selin Tağmat, Çev.). İstanbul: YEM Yayınları (Türkçe İlk Basım 2006).
• Cheng, V., Steemers, K., Montavon, M. ve Compagnon, R. (2006). Urban form, density and solar potential. W. Weber (Der.), PLEA 2006 - The 23rd Conference on Passive and Low Energy Architecture, 6-8 Eylül 2006 içinde (ss. 701-706). Geneva. Switzerland: University of Geneva and University of Applied Sciences of South-West Switzerland.
• Chung, D. H. J. ve Choo, M.-L. L. (2010). Computational fluid dynamics for urban design. B. Dave, A. I. Li, N. Gu, H.-J. Park (Der.). New Frontiers: Proceedings of the 15th International Conference on Computer-Aided Architectural Design Research in Asia CAADRIA 2010, 7-10 Nisan 2010 içinde (ss. 357–366). Hong Kong: The Chinese University of Hong Kong.
• Chung, D. H. J. ve Choo, M.-L. L. (2011). Computational fluid dynamics for urban design: The prospects for greater integration. International Journal of Architectural Computing, 9(1), 33–53.
• Çamaş, N. Ç. ve Aydın, M. B. S. (2022). The impact of different morphological characteristics of residential areas on wind movement: Case study of Karşıyaka (Izmir). The European Journal of Research and Development, 2(2), 338-351.
• Ekşioğlu Çetintahra, G. (2013). Yapı adası tasarımının yaşam kalitesine etkileri: İzmir Güzelyalı mahallesinde bir araştırma. E. Böke (Der.), 25. Uluslararası Yapı ve Yaşam Fuar ve Kongresi, 28-30 Mart 2013 içinde (ss. 53-62). Bursa: TMMOB Mimarlar Odası Bursa Şubesi.
• Ertem Mutlu, B., Yılmaz, S., Yılmaz, H. ve Mutlu, E. (2018). Kentlerdeki yapı tiplerinin mikro iklime etkisi: Erzurum kenti örneği. G. Aras (Der.), 2. Uluslararası Mimarlık ve Tasarım Kongresi, 11-12 Ekim 2018 içinde (ss. 133-141). Çanakkale: Güven Plus Grup Danışmanlık A.Ş. Yayınları.
• Gago, E. J., Roldan, J., Pacheco-Torres, R. ve Ordonez, J. (2013). The city and urban heat islands: A review of strategies to mitigate adverse effects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 25, 749-758.
• Giguère, M. (2012). Urban heat island mitigation strategies. Institut national de santé publique du Québec. Web adresinden 9 Ağustos 2022 tarihinde erişildi: https://policycommons.net/artifacts/2066007/urban-heat-island-mitigation-strategies/2820036/
• Givoni. B. (1976). Man, climate and architecture. London: Applied Science Publishers.
• Gros, A., Bozonnet, E., Inard, C. ve Musy, M. (2016). Simulation tools to assess microclimate and building energy – A case study on the design of a new district. Energy and Buildings, 114, 112–122.
• Gong, X., Akashi, Y. ve Sumiyoshi, D. (2012). Optimization of passive design measures for residential buildings in different Chinese areas. Building and Environment, 58, 46-57.
• Hala, E. ve Shkodrani, N. (2020). Design for wind comfort. The CFD assessment over a future outdoor public space. Academic Platform Journal of Natural Hazards and Disaster Management, 1(1), 13-24.
• Harkouss, F., Fardoun, F. ve Biwole, P. H. (2018). Passive design optimization of low energy buildings in different climates. Energy, 165, 591-613.
• He, B. J. (2018). Potentials of meteorological characteristics and synoptic conditions to mitigate urban heat island effects. Urban Climate, 24, 26–33.
• Huang, Y., Musy, M., Hegron, G. ve Chen, H. (2008). 663: Towards urban design guidelines from urban morphology description and climate adaptability. P. Kenny, V. Brophy, J. O. Lewis (Der.), PLEA 2008 – 25th Conference on Passive and Low Energy Architecture, 22-24 Ekim 2008 içinde. University College Dublin, İrlanda.
• İzmir Büyükşehir Belediyesi, Coğrafi Bilgi Sistemleri Şube Müdürlüğü. (2016). İzmir Kent Rehberi [Çevrimiçi Harita]. Web adresinden 23 Kasım 2021 tarihinde erişildi: https://kentrehberi.izmir.bel.tr/izmirkentrehberi#
• İzmir Büyükşehir Belediyesi. (b.t.). İzmir’in coğrafyası. İzmir Büyükşehir Belediyesi web adresinden 26 Mayıs 2021 tarihinde erişildi: https://www.izmir.bel.tr/tr/IzmirinCografyasi/220/255
• Johansson, E. ve Yahia, M. W. (2020). Wind comfort and solar access in a coastal development in Malmö, Sweden. Urban Climate, 33(1), [100645].
• Karadağ, İ. ve Serteser, N. (2019). Rüzgar-yapı etkileşiminin ön tasarım aşamasında tahminine yönelik bir algoritma. Megaron, 14(2), 205-212.
• Kiraz, F. (2015). Toplu konutlarda rüzgâr ve gürültü açısından konforlu açık alan tasarımına yönelik bir yaklaşım. (Yayımlanmış Doktora Tezi). Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul). Web adresinden 21 Kasım 2021 tarihinde erişildi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp Koppe, C., Kovats, S., Jendritzky, G. ve Menne, B. (Eds.) (2004). Heat-waves: Risks and responses. Health and Global Environmental Change Series (No:2), World Health Organization. Regional Office for Europe.
• Koyuncu, G., N. (2019). Yüksek katlı yapı tasarımında rüzgâr faktörünün yaya konforuna etkisi. (Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi). Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul). Web adresinden 16 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Meteoblue. (b.t.). Rüzgar Animasyonu [Çevrimiçi Harita]. Web adresinden 14 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://www.meteoblue.com/tr/hava/maps/index#coords=13.03/38.45399/27.10917&map=windAnimation~rainbow~auto~10%20m%20above%20gnd~none.
• Nikolopoulou, M., Baker, N. ve Steemers, K. (2001). Thermal comfort in outdoor urban spaces: Understanding the human parameter. Solar Energy, 70(3), 227-235.
• O’Connor, D., Calautit, J. K. S. ve Hughes, B. R. (2016). A review of heat recovery technology for passive ventilation applications. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 1481-1493.
• Oke, T. R., Johnson, G. T., Steyn, D. G. ve Watson, I. D. (1991). Simulation of surface urban heat islands under ‘ideal’ conditions at night part 2: Diagnosis of causation. Boundary-Layer Meteorology, 56, 339-358.
• Österreicher, D. ve Sattler, S. (2018). Maintaining comfortable summertime indoor temperatures by means of passive design measures to mitigate the urban heat island effect—A sensitivity analysis for residential buildings in the city of Vienna. Urban Science, 2(3), 66.
• Özmehmet, E. (2005). Sürdürülebilir mimarlık bağlamında Akdeniz iklim tipi için bina modeli önerisi (Yayımlanmış Doktora Tezi). Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir. Web adresinden 16 Kasım 2021 tarihinde erişildi: https://docplayer.biz.tr/4861389-Surdurulebilir-mimarlik-baglaminda-akdeniz-iklim-tipi-icin-bir-bina-modeli-onerisi.html
• Park, H. S. (1967). Features of the heat island in Seoul and its surrounding cities. Atmospheric Environment, 20(10), 1859–1866. doi:10.1016/0004-6981(86)90326-4
• Ratana, A. (b.t.). Sun Surveyor Lite (Güneş) [Android Uygulama]. Telefon uygulamasından 14 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://play.google.com/store/apps/details?id=com.ratana.sunsurveyorlite&hl=tr&gl=US
• Rode, P., Keim, C., Robazza, G., Viejo, P. ve Schofield, J. (2014). Cities and energy: urban morphology and residential heat-energy demand. Environment and Planning B: Planning and Design, 41(1), 138-162.
• Sailor, D. J., Kalkstein, L. S. ve Wong, E. (2002). The potential of urban heat island mitigation to alleviate heat-related mortality: Methodological overview and preliminary modeling results for Philadelphia. Fourth Symposium on the Urban Environment, 21 Mayıs 2002, içinde. Norfolk: American Meteorological Society.
• Salvati, A., Coch Roura, H., C., ve Cecere, C. (2015). Urban morphology and energy performance: the direct and indirect contribution in mediterranean climate. PLEA 2015 Architecture in (R) Evolution–31st International PLEA Conference, 9-11 Eylül 2015, içinde (ss. 1-8 ). Bologna: Building Green Futures.
• Sevilgen, G. ve Kılıç, M. (2013). Yenilenebilir enerji kaynakları ve sürdürülebilirlik endeksi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 18(1), 69-79.
• Shang, C., Lin, K. ve Hou, G. (2013). Simulating the impact of urban morphology on energy demand - A case study of Yuehai, China. 49th ISOCARP Congress, 1-4 Ekim 2013 içinde. Brisbane.
• Sınmaz, S. (2015). Enerji verimliliği temasının Türkiye şehir planlama sistemine entegrasyonu: Lapseki kenti için bir yaklaşım. Planlama, 15(2), 195-204.
• Short, C. A., Lomas, K. J., ve Woods, A. (2004). Design strategy for low-energy ventilation and cooling within an urban heat island. Building Research & Information, 32(3), 187-206.
• Song, Y., Li, J., Wang, J., Hao, S., Zhu, N. ve Lin, Z. (2015). Multi-criteria approach to passive space design in buildings: Impact of courtyard spaces on public buildings in cold climates. Building and Environment, 89, 295-307.
• Streutker, D. R. (2003). A study of the urban heat island of Houston-Texas (Yayımlanmış Doktora Tezi). Rice University, Teksas. Web adresinden 9 Ağustos 2022 tarihinde erişildi: https://scholarship.rice.edu/handle/1911/18566
• Şabanoğlu, Ö. (2018). Toplu konut yerleşimlerindeki açık alanlarda rüzgârın kullanıcı konforuna etkisinin analizi ve değerlendirilmesi (Yayımlanmış Yüksek Lisans Tezi). İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. Web adresinden 21 Kasım 2021 tarihinde erişildi: https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/giris.jsp
• Şabanoğlu, Ö. ve Çağdaş, G. (2019). Toplu konut yerleşimlerindeki açık alanlarda rüzgârın kullanıcı konforuna etkisinin analizi ve değerlendirilmesi. Megaron, 14(1), 53-69. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü. (b.t.) Mahalli Rüzgar Yön İsimleri. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü web adresinden 26 Aralık 2021 tarihinde erişildi: https://www.mgm.gov.tr/genel/sss.aspx?s=mahalliruzgarisimleri
• T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü. (b.t.). Resmi istatistikler. T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü web adresinden 15 Nisan 2022 tarihinde erişildi: https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=IZMIR
• T.C. Orman ve Su İşleri Bakanlığı, Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Meteoroloi 2. Bölge Müdürlüğü. (b.t.). İzmir ilinin iklim durumu. Web adresinden 15 Ocak 2022 tarihinde erişildi: https://izmir.mgm.gov.tr/files/iklim/izmir_iklim.pdf
• Taha, H. (1997). Urban climates and heat islands: Albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat. Energy and Buildings, 25(2), 99-103.
• Taha, H. (2004). Heat islands and energy. Encyclopedia of Energy, 133-143. doi:10.1016/B0-12-176480-X/00394-6
• Toparlar, Y., Blocken, B., Vos, P., van Heijst, G. J. F., Janssen, W. D., van Hooff, T., Montazeri, H. ve Timmermans, H. J. P. (2015). CFD simulation and validation of urban microclimate: A case study for Bergpolder Zuid, Rotterdam. Building and Environment, 83, 79-90. United Nations Development Programme [UNDP]. (2000). World energy assessment: Energy and the challenge of sustainability. New York.
• Yang, L., Qian, F., Song, D. X. ve Zheng, K. J. (2016). Research on urban heat-island effect. Procedia Engineering, 169, 11-18.
• Yavaş, M. ve Yılmaz, S. (2019). Soğuk iklim bölgesinde kentsel mikro iklimin değerlendirilmesi: Erzurum kentsel dönüşüm alanı örneği. Artium, 7(2), 103-114.
• Yeğin, M. (2019). Pasif tasarım ilkeleri ile enerji etkin konut tasarımı ‘Çukurova’da konut uygulaması’. M. Tuna Kayılı (Der.). Mimarlık Alanında Güncel Çalışmalar içinde (ss. 3-28). Ankara: İKSAD Published House.