Güçlendirme yapılan binalarda görsel konfor değişiminin saptanması ve iyileştirilmesi için bir yöntem: eğitim binası-derslik örneği

Öz

Işık, ses, ısı vb. fizik ortam öğelerine yönelik konfor koşullarının, hacimlerin işlevi ve kullanıcı özellikleri bağlamında, gereği gibi düzenlenmesinin kullanıcı performansı, sağlığı ve mekândaki enerji tüketiminin azaltılması gibi konularda olumlu katkı sağladığı bilinen bir gerçektir. Söz konusu düzenlemeler, gerek yeni yapılacak yapıların tasarımı gerekse mevcut yapıların yenileme çalışmaları sırasında gerçekleştirilmelidir. Mevcut yapılardaki yenileme işlemlerinden biri de, depremde hasar gören taşıyıcı sisteminin güçlendirilerek, binanın tekrar hizmete kazandırılmasıdır. Çalışmanın amacı, depremde hasar gören ve taşıyıcı sistemi güçlendirilerek yenilenen yapılarda, görsel konfor değişiminin saptanması ve iyileştirilmesi için bir yöntem önerisi oluşturulması ve bu yöntem doğrultusunda taşıyıcı sistemi güçlendirilen bir binanın kimi mekânlarındaki görsel konfor koşullarındaki değişimin belirlenmesi, iyileştirme önerilerinin yapılması olarak özetlenebilir. Belirtilen hedef doğrultusunda, önce öneri yönteme uygun olarak mevcut bir eğitim binasının tipik olduğu varsayılan dersliklerindeki, yapının güçlendirme öncesi ve sonrasındaki aydınlatma koşulları (doğal, yapay, bütünleşik) incelenmiş ve ilgili standartlar bağlamında değerlendirilmiş ardından kimi iyileştirme tasarımları yapılmıştır. Değerlendirme bulguları, incelenen yapıda güçlendirme öncesi aydınlatma koşulları daha olumlu olmasına karşın, her iki durumda da standartlardaki ölçütleri sağlama açısından, genelde yeterli olmadığını ortaya koymuş olup, gerekli koşulları sağlayacak yeni tasarımlar yapılmıştır. Böylece, çalışmada önerilen yöntem ve derslikler özelinde kullanılan inceleme yöntemleri ve öneriler, güçlendirme yapılan binalardaki mekânlarda görsel konfor için uygun koşullarının oluşmasına, enerji etkinliğinin sağlanmasına katkıda bulunacaktır.

Anahtar Kelimeler

• Güçlendirilmiş Binalar
• Doğal Aydınlatma
• Yapay Aydınlatma
• Eğitim Yapısı
• Derslik

A method for determining and improving the visual comfort change in strengthened buildings: educational building- the example of classroom

Öz

It is a known fact that the arrangements of the comfort conditions for physical environment elements light, sound, heat, etc. in the context of the function of the spaces and occupants characteristics contributes positively to the issues such as occupant’s performance, health, and reduction of energy consumption. These arrangements should be realized both during the design of new buildings and renovation existing structures. One of the renovation procedures in an existing building is to restore the building back into service by strengthening the structural system damaged in the earthquake. The aim of the study can be summarized as proposing a method for determining and improving the visual comfort in buildings damaged by earthquake and renewed by strengthened the structural system, and in this context, determining the changes in the visual comfort conditions building whose structural system has been strengthened, and making some improvement suggestions. In line with this aim, in accordance with the proposed method, the lighting conditions (natural, artificial, integrated) of the building before and after the reinforcement in the classrooms, which are assumed to be typical of an existing education building, were examined and evaluated in the context of relevant standards, and then some improvement designs were made. The findings revealed that although the natural lighting conditions were more favorable before reinforcement in the examined building, it was generally not sufficient in terms of the standards in both cases, and new designs were made to meet the necessary conditions. Thus, the methods proposed in the study and the examination methods and suggestions used specifically for the classrooms will contribute to the creation of suitable conditions for visual comfort and energy efficiency in the spaces in the strengthened buildings.

Anahtar Kelimeler

• Strengthened buildings
• natural lighting
• artificial lighting
• Educational buildings
• classrooms

Kaynakça

1. Referans1. IESNA, (2011). Lighting Handbook, 11th edition, New York.
2. Referans2. Jovanović A., Pejić P., Djorić-Veljković S., Karamarković J., Djelić M., Importance of building orientation in determining daylighting quality in student dorm rooms: Physical and simulated daylighting parameters’ values compared to subjective survey results, Energy Buildings, 77, 158-170, 2014.
3. Referans3. Al-Khatatbeh B. J. ve Ma’bdeh S. N., Improving visual comfort and energy efficiency in existing classrooms using passive daylighting techniques, Energy Procedia, 136, 102-108, 2017.
4. Referans4. Mainini A. G., Bonato D., Poli T., Speroni A., Lean strategies for window retrofit of Italian office buildings: Impact on energy use, thermal and visual comfort, Energy Procedia, 70, 719-728, 2015.
5. Referans5. Ünver R., Akdağ N.Y., Gedik G.Z., Öztürk L.D., Karabiber Z., Prediction of building envelope performance in the design stage: an application for office buildings, Building and Environment, 39, 143-152, 2004.
6. Referans6. Kurtay C., İç hacimler uygun günışığı için dış çevrenin tasarımı, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 17, 75-86, 2002.
7. Referans7. Ünver, R., Öztürk L. D., Adıgüzel, Ş. Çelik, Ö., Effect of the facade alternatives on the daylight illuminance in offices, Energy And Buildings, 35 (8), 737-746, 2002.
8. Referans8. Sümengen Ö., Köknel Yener A., Binalarda Aydınlatma Enerji Performansının Belirlenmesinde Günışığına İlişkin Değişkenlerin İncelenmesi, Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 31(2), 135-148, 2015

9. Referans9. Kaplan S.A., Mevcut binaların depreme karşı güvenceye alınmasında binayı sırtlayıp, kucaklayıp depremi emniyetle savacak yeni bir güçlendirme yöntemi, Türkiye Mühendislik Haberleri Dergisi, 459-460, 2010/1-2.
10. Referans10. Bayındırlık ve İskan Bakanlığı, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik, 26454, 2007, https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2007/03/20070306-3.htm. Erişim tarihi Şubat 11,2021.
11. Referans11. T.C. Milli Eğitim Bakanlığı, Millî Eğitim İstatistikleri Örgün Eğitim 2019-2020. https://sgb.meb.gov.tr/www/icerik_goruntule.php?KNO=396. Erişim tarihi Şubat 12, 2021.
12. Referans12. Çelik K. ,Ünver R., Görsel Konfor ve Enerji Kullanımı Açısından İlköğretim Dersliklerinin İncelenmesi, 10. Ulusal Aydınlatma Kongresi (ATMK), İstanbul, 9-16, 2015.
13. Referans13. Ünver R., Öztürk L., Adıgüzel Ş., Çelik Ö., Effect of the facade alternatives on the daylight illuminance in offices, Energy and Buildings, 35, 737-746, 2003.
14. Referans14. California Energy Commission, Daylighting In Schools: Reanalysis Report, 1-91, California, 2003.
15. Referans15. Priscilla J.D., William K.A., Greener schools, greater learning, and the LEED value, National Journal for Publishing and Mentoring Doctoral Student Research, 7, 1-8, 2010.
16. Referans16. Heschong L., Daylighting in Schools: An Investigation into the Relationship between Daylighting and Human Performance. Detailed Report, California Board for Energy Efficiency Third Party Program, 1999.
17. Referans17. Chiou Y.S., Saputro S., Sari D.P., Visual comfort in modern university classrooms, Sustainability, 12, 3930, 2020.
18. Referans18. Korsavi S.S., Zomorodian Z.S., Tahsildoost M., Visual comfort assessment of daylit and sunlit areas: A longitudinal field survey in classrooms in Kashan, Iran. Energy Buildings, 128, 305-318, 2016.
19. Referans19. Michael A., Heracleous C., Assessment of natural lighting performance and visual comfort of educational architecture in Southern Europe: The case of typical educational school premises in Cyprus, Energy Buildings, 140, 443-457, 2017.
20. Referans20. Zomorodian, Z.S., Tahsildoost M., Assessment of window performance in classrooms by long term spatial comfort metrics, Energy and Buildings, 134, 80-93, 2017.
21. Referans21. Shafavi N.S., Tahsildoost M., Zomorodian Z.S., Investigation of illuminance-based metrics in predicting occupants’ visual comfort (case study: Architecture design studios), Solar Energy, 197, 111-125, 2020.
22. Referans22. Köknel Yener A., Kutlu Güvenkaya R., Şener F., İlköğretim dersliklerinin görsel konfor açısından incelenmesi ve değerlendirilmesi, İTÜ dergisi/a mimarlık, planlama, tasarım, 8:1, 105-116 , 2009.
23. Referans23. Erlalelitepe İ., Aral D., Kazanasmaz T., Eğitim yapılarının doğal aydınlatma performansı açısından incelenmesi, Megaron, 6(1), 39-51, 2011.
24. Referans24. Ashrafian T., Moazzen N. The impact of glazing ratio and window configuration on occupants’ comfort and energy demand: The case study of a school building in Eskisehir, Turkey, Sustainable Cities and Society, 47, 2019.
25. Referans25. Zhang A., Bokel R., Dobbelsteen A., Sun Y., Huang Q., Zhang Q., Optimization of thermal and daylight performance of school buildings based on a multi-objective genetic algorithm in the cold climate of China. Energy and Buildings, 139, 371–384, 2017.
26. Referans26. Bircan P., Köknel Yener, A., İlköğretim Dersliklerinde Günışığı Performansının Ts En 17037 Standardı Açısından Değerlendirilmesine İlişkin Bir Çalışma, 12. Ulusal Aydınlatma Kongresi, İstanbul, 94-104, 2019.
27. Referans27. Boafo F.E., Ahn J.G., Kim S.M., Kim J.H., Kim J.T., Fenestration refurbishment of an educational building: Experimental and numerical evaluation of daylight, thermal and building energy performance, Journal of Building Engineering, 25, 100803, 2019.
28. Referans28. Yılmaz Y., Oral Koçlar G. Bir ortaokul binasının maliyet ve enerji etkin yenilenmesi için bir yaklaşım, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 34, 393-407, 2019.
29. Referans29. Ma’bdeh, S., Al-Khatatbeh, B., Daylighting retrofit methods as a tool for enhancing daylight provision in existing educational spaces—A case study, Buildings, 9, 159, 2019.
30. Referans30. Ali H., Hashlamun R., Envelope retrofitting strategies for public school buildings in Jordan, Journal of Building Engineering, 25, 100819, 2019.
31. Referans31. Cristino T.M., Lotufo F.A., Delinchant B., Wurtz F., Faria Neto A., A comprehensive review of obstacles and drivers to building energy-saving technologies and their association with research themes, types of buildings, and geographic regions, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 135, 110191, 2021.
32. Referans32. Doulos L.T., Kontadakis A., Madias E.N., Sinou M., Tsangrassoulis A., Minimizing energy consumption for artificial lighting in a typical classroom of a Hellenic public school aiming for near Zero Energy Building using LED DC luminaires and daylight harvesting systems, Energy and Buildings, 194, 201-217, 2019.
33. Referans33. Ünver R., Eğitim yapılarında konfor ne demek?, Led&Lighting Dergisi, 16, 114-121, 2015. 34.
34. Referans34. Porter T., The Architect’s Eye Visualization and Depiction of Space in Architecture, E&FN Spon, London, 29-30, 43-44, 1997.
35. Referans35. Çelik K., Eğitim Yapılarında Sürdürülebilir Aydınlatma Tasarımı İçin Bütüncül Bir Yaklaşım, Doktora Tezi, Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2018.
36. Referans36. Ünver, R., Karabiber, Z., İlk Öğretim Binalarında Yapı Fiziği, İlk Öğretim Sorunları Sempozyumu, İstanbul, 119-127, 1998.
37. Referans37. Çelik, K., Ünver, R., Eğitim yapıları tasarım kılavuzları bağlamında dersliklerin görsel konfor ve enerji kullanımı açısından değerlendirilmesi, Uluslararası Sosyal Araştırmalar Dergisi, 12 (63), 441-443, 2019.
38. Referans38. Çelik, K., Ünver, R., Sustainable lighting in educational buildings, Academic Journal of Science, 6(1), 513-522, 2016.
39. 39. T.C. Milli Eğitim Bakanlığı İnşaat Ve Emlak Dairesi Başkanlığı, Eğitim Yapılarının Asgari Tasarım Standartları Kılavuzu, 2015.
40. Referans40. TS EN 17037, Türk Standartları Enstitüsü (TSE), Binalarda Günışığı Standardı, 2019.
41. Referans41. TS EN 12464-1, Işık ve Aydınlatma-Çalışma yerlerinin aydınlatılması-Bölüm 1:Kapalı çalışma alanları Standardı, 2011.
42. Referans42. T.C. Millî Eğitim Bakanlığı. İstanbul/Beşiktaş Sakıp Sabancı Anadolu Lisesi. http://sabancilisesi.meb.k12.tr/tema/index.php. Erişim tarihi. Ağustos 11, 2020.
43. Referans43. Kutlu Güvenkaya R., İlköğretim dersliklerinde aydınlatma enerjisi yönetimi açısından yönlere göre uygun cephe seçeneklerinin belirlenmesi üzerine bir yaklaşım, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2008.
44. Referans44. Yılmaz Ş., Sürdürülebilir Çevre İçin Mimari Aydınlatma Sistemi Tasarımında Kullanılabilecek Bir Yaklaşım, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 2014.
45. Referans45. İstanbul Beşiktaş Belediyesi İmar ve Şehircilik Müdürlüğü Arşivi, Beşiktaş Sakıp Sabancı Anadolu Lisesi 1992 ve 2008 Yılı Mimari Planları, 2020.
46. Referans46. Wienold J., Christoffersen J., Evaluation methods and development of a new glare prediction model for daylight environments with the use of CCD cameras, Energy and Buildings, 38 (7), 743-757, 2006.
47. Referans47. Pierson C, Wienold J, Bodart M. Daylight Discomfort Glare Evaluation with Evalglare: Influence of Parameters and Methods on the Accuracy of Discomfort Glare Prediction, Buildings, 8(8), 94, 2018.