Binaların Pencere/Duvar Oranı ve Yönlenme Parametrelerinin Güneş Enerjisi Kazancına Etkisi

Öz

Binalarda enerjinin büyük bir bölümü ısınma ihtiyacını karşılamak için kullanılmaktadır. Isıtma enerjisi ihtiyacını etkileyen faktörler arasında binaları çevreleyen kabuk özellikleri ve binaların yönlenme özellikleri gösterilebilir. Bina kabuğu opak ve saydam (pencere ve duvar) yüzeylerden oluşmaktadır. Bu yüzeylere gelen güneş ışınlarından faydalanılarak binaların ısıtma enerjisi ihtiyacında azalmalar sağlanabilmektedir. Aynı zamanda binaların bulunduğu bölgenin çevre koşullarına göre yönlenme özellikleri de güneş enerjisi kazancında etkili olmaktadır. Bundan dolayı bu çalışma ile binaların pencere/ duvar oranları ve yönlenme özellikleri ile güneş enerjisi kazancı arasındaki ilişki araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, farklı yönlenme ve pencere/duvar oranlarına sahip alternatifler için güneş enerjisi kazançları hesaplanmıştır. Hesaplamalar yapılırken TSE 825 de yer alan hesaplama yöntemi kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar tablo ve grafiklerle karşılaştırmalar yapılarak ortaya konmuştur. Bu çalışma ile tasarım aşamasında binaların yönlenme ve pencere/duvar oranlarına göre güneş enerjisi kazançları dikkate alınarak çözümler üretmeye yardımcı olabilecek bir çerçeve ortaya konması amaçlanmaktadır.  

Anahtar Kelimeler

• Binalarda güneş enerjisi kazancı
• Pasif bina tasarımı
• Enerji etkin bina
• Güneş mimarlığı.

The Effect of Buildings' Window/Wall Ratio and Orientation Parameters on Solar Energy Gain

Abstract

Most of the energy in buildings is used for heating energy needs. Among the factors affecting the heating energy need are the building shell properties and the orientation characteristics of the buildings. The building shell consists of opaque and transparent (window and wall) surfaces. By making use of the sun's rays coming to these surfaces, the heating energy needs of the buildings can be reduced. At the same time, the orientation of the buildings according to the environmental conditions of the region is also effective in solar energy gain. Therefore, in this study, the relationship between the window/wall ratios (WWR), orientation properties and solar energy gain of the buildings was investigated. Within the scope of the study, solar energy gains were calculated for alternatives with different orientation and WWR. While making the calculations, the calculation method in TSE 825 was used. The obtained results were presented by making comparisons with tables and graphics. With this study, it is aimed to present a framework that can help produce optimum solutions by considering the solar energy gains according to the orientation and WWR of the buildings during the design phase.

Keywords

• Solar energy gain in buildings
• Passive building design
• Energy efficient building
• Solar architecture.

Kaynakça

1. Bektaş, B. ve Aksoy, U. T. (2005). Soğuk İklimlerdeki Binalarda Pencere Sistemlerinin Enerji Performansı. Fırat Üniversitesi, Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 3(17), 499-508.
2. Canan, F. ve Kürüm Varolgüneş, F. (2017). Mimarlığı Güneşle Buluşturmak. Yapı(430), 48-52.
3. Chi, F., Wang, Y., Wang, R., Li, G. ve Peng, C. (2020). An investigation of optimal window-to-wall ratio based on changes in building orientations for traditional dwellings. Solar Energy(195), 64-81.
4. Feng, G., Chi, D., Xu, X., Dou, B., Sun, Y. ve Fu, Y. (2017). Study on the Influence of Window-wall Ratio on the Energy Consumption of Nearly Zero Energy Buildings. Procedia Engineering(205), 730-737.
5. Keskin, K. ve Engin, N. (2019). Toplu Konutlardaki Yerleşim Kararlarının Enerji Etkin Mimarlıktaki Rolü. Mimarlık ve Yaşam Dergisi (Journal of Architecture and Life), 1(4), 69-78. doi:10.26835/my.529411
6. Koyun, T. ve Koç, E. (2017). Bir Binanın Değişken Cam ve Dış Duvar Tiplerine Göre Pencere/Duvar Alanı Oranlarının Bina Isı Kayıplarına Etkisi. Mühendis ve Makina, 58(688), 2.
7. Li, H., Zhong, K., Yu, J. ve Zhai, Z. J. (2020). Solar energy absorption effect of buildings in hot summer and cold winter climate zone, China. Solar Energy(198), 519-528.
8. Phillips, R., Luke, T., Fannon, D. ve Eckelman, M. (2020). Triple bottom line sustainability assessment of window-to-wall ratio in US office buildings. Building and Environment(182).

9. Sayın, S. ve Koç, İ. (2011). Güneş Enerjisinden Aktif Olarak Yararlanmada Kullanılan Fotovoltaik (Pv) Sistemler ve Yapılarda Kullanım Biçimleri. Selçuk Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 26(3), 89-106.
10. TSE 825. (2013). Binalarda Isı Yalıtım Kuralları. Ankara.
11. Van, P. ve Anne, M. (2019). Public trust in energy suppliers' communicated motives for investing in wind power. Journal of Environmental Psychology, 61, 115-124.
12. Wang, Y., Cao, Y. ve Meng, X. (2019). Energy efficiency of industrial buildings. Indoor and Built Environment, 1–5.
13. Yıldız, Y., Göksal Özbalta, T. ve Durmuş Arsan, Z. (2011). Farklı Cam Türleri ve Yönlere Göre Pencere/Duvar Alanı Oranının Bina Enerji Performansına Etkisi: Eğitim Binası, İzmir. MEGARON, 6(1), 30-38.