Browsing by Author "Yaşa, Enes"

Now showing 1 - 1 of 1

A Parametric Model Proposal Focused on Energy and Thermal Comfort for Courtyard Roof Design Scenarios in Historic Buildings
(2025) Şenalp, Mihrimah; Başar, Mehmet Emin; Yaşa, Enes
Çalışma, tarihî çevrede çağdaş müdahale tartışmaları bağlamında, 16-17. yüzyıl Osmanlı dönemine ait açık-avlulu medrese yapılarının avlu üst örtülerinin kapatılmalarında koruma, estetik, mikroklima, termal konfor ve enerji performansı bakımından nasıl optimize edilebileceğini araştırır. Araştırma, tarihî yapılardaki ek ve yeni yapı olgusunun yalnızca strüktürel veya görsel uyumla sınırlı kalmayıp; iç ortam koşulları, enerji tüketimi ve malzeme dayanımı gibi sürdürülebilirlik odaklı kritik başlıkları da kapsaması gerektiği varsayımına dayanır. Bu gereklilik, Venedik Tüzüğü'nün 'ayırt edilebilir fakat tamamlayıcı' yaklaşımını, ICOMOS Geleneksel Mimari Miras Tüzüğü'nün güncel kullanım gereksinimleriyle uyumlu değişiklik iznini ve ulusal/uluslararası enerji-verimlilik standartlarının zorunlu kıldığı performans kriterlerini aynı çerçevede ele almayı zorunlu kılar. Araştırma probleminin çıkış noktasını tarihî medreselerin avlularının, işlev kaybı, kullanıcı konforu düşüklüğü ve artan işletme giderleri nedeniyle özellikle soğuk mevsimlerde atıl kalmasıdır. Mevcut restorasyon uygulamalarında avlu üstlerinin çoğu kez çelik-cam konstrüksiyonla kapatıldığı, fakat tasarım sürecinde mikroklimatik etkilerin yeterince simüle edilmediği; ortaya çıkan sera etkisi, bağıl nem artışı ve aşırı soğutma yükleri nedeniyle kısa vadede ek HVAC yatırımlarına, orta-uzun vadede ise malzeme yıpranması ve yapısal bozulmalara yol açtığı gözlemlenmiştir. Bu bağlamda temel araştırma sorusu, 'Parametrik tasarım araçlarını kullanarak açık-avlulu tarihî yapılarda enerji, termal konfor ve koruma ilkelerini eşzamanlı optimize eden bir üst örtü tasarımı geliştirilebilir mi?' biçiminde tanımlanmıştır. Araştırmanın amacı üç aşamada özetlenir: (1) Tarihî yapının çizgisel-biçimsel kimliğini nicel veriye dönüştürüp çağdaş üst örtü tasarımında görsel uyumu sayısallaştırmak, (2) mikroklima, termal konfor ve enerji performansını birlikte değerlendirecek parametrik bir karar-destek modeli geliştirmek, (3) modelin geçerliliğini özgün mimari, strüktürel bütünlük ve koruma mevzuatına bağlı kalarak bir uygulama örneği üzerinde kanıtlamak. Araştırma kapsamında örneklem tarihî yapı Osmanlı klasik döneminin hemen her vilâyetinde bulunan, açık avlulu ve revaklı şemaya sahip medreselerle sınırlıdır. Envanter taramasında 16-17. yüzyıla tarihlendirilen 100'ün üzerinde medrese incelenmiş; plan şeması, özgünlük seviyesi, iklim bölgesi ve bakım geçmişi parametrelerine göre örneklem olarak Mimar Sinan'ın çıraklık eseri kabul edilen ve İstanbul'un Csa (Akdeniz yazı kurak, ılık kış) ikliminde yer alan Şehzade Mehmet Medresesi seçilmiştir. Hipotez seti dört ana eksenden oluşur: (H1) çizgisel uyum algoritması, çağdaş deseni tarihî oranlarla uyumlu kurar; (H2) çift katmanlı ETFE malzemesi şeffaf-yarı şeffaf modülasyonu sayesinde toplam enerji tüketimini düşürür; (H3) parametrik optimizasyon, ısıtma-soğutma yüklerini dengelerken PMV-PPD ve SET göstergelerini ASHRAE 55 sınırları içinde tutar; (H4) seçilen tasarım, Venedik Tüzüğü'nün geri dönüştürülebilir ve ayırt edilebilirlik koşullarını, malzeme hafifliği ve sökülebilir strüktür detaylarıyla yerine getirir. Yöntem literatür taraması, parametrik modelleme, bütünleşik simülasyon ve doğrulama adımlarından oluşur. İlk adımda, adaptif yeniden kullanım, çağdaş ek, ETFE teknolojisi, mikroklima yönetimi ve çok hedefli optimizasyon konularındaki güncel araştırmalar sentezlenmiştir. Modelleme aşamasında Rhinoceros-Grasshopper ortamında Tekin vd. (2022) tabanlı 'çizgisel yoğunluk' algoritması ile medresenin yatay, dikey ve diyagonal çizgi oranları elde edilmiştir. Parakeet eklentisi kullanılarak iki geleneksel İslâmî yıldız örgüsü, bir kare modüler grid, bir adaptif grid, Voronoi ve Delaunay diyagramlarından oluşan altı desen üretilmiştir. Malzeme parametresinde ETFE'nin tam şeffaf (Işık geçirgenliği %80, SHGC 0,82) ve üç frit yoğunluklu varyantı (%43/0,46; %28/0,33; %20/0,25) kullanılmıştır. Desen, malzeme ve iki geometrik değişkenin (fritli şeridin konumu ile yüzey alanı) kombinasyonu 576 varyasyon oluşturmuştur. Enerji ve konfor simülasyonları Ladybug-Honeybee aracılığıyla EnergyPlus motorunda, İstanbul TMY dosyasıyla saatlik çözünürlükte yürütülmüştür. Modelde bina kabuğu için literatürde önerilen küfeki taşı, horasan harcı ve tuğla bileşimli duvar kesitleri ile mevcut çatı tonoz kesitlerinin termofiziksel eşdeğerleri tanımlanmış; U-değerleri TS 825 veri tabanına göre ayarlanmıştır. İç yükler yapının güncel kullanım senaryosuna uygun büyük ofis programından türetilmiştir. Kapalı hacimlerde HB Ideal Air modülü %70 ısı geri kazanım verimliliğiyle çalışacak biçimde kurgulanmış; avluda doğal havalandırma ile kışın ısıtma, yazın gecelik soğutma stratejileri denenmiştir. Üretilen varyasyonlar TT-Toolbox ve Colibri ile Excel-CSV biçiminde toplanmış, Design Explorer üzerinde Pareto analiziyle enerji-konfor-estetik korelasyonları görselleştirilmiştir. Modelin güvenilirliği için aynı parametrik hacim IES-VE'de yeniden kurulmuş; toplam EUI, PMV, operatif sıcaklık ve bağıl nem verileri karşılaştırılmış, sapma %-5-+5 aralığında kalmıştır. Bulgular özetle şu şekildedir: Çizgisel uyum skorlarına göre gridal-modüler C1/C2 desenleri tarihî cephenin yatay-dikey-diyagonal oranlarıyla %85'in üzerinde korelasyon sağlamış, Pareto cephesinde enerji-konfor açısından da ilk sırada yer almıştır. Bu varyasyonlarda %28 fritli ETFE, SHGC 0,33 değeriyle ısıtma-soğutma dengesini optimize etmiş; yazın aşırı ısınmayı engellerken kışın pasif ısı kazançlarını korumuştur. Mevcut medresede yıllık toplam enerji kullanım yoğunluğu 713 kWh m⁻² seviyesindedir; bunun 609 kWh m⁻²'si ısıtmaya, 104 kWh m⁻²'si soğutmaya aittir. Avlu üst örtüsü senaryolarında toplam EUI 376-437 kWh m⁻² bandına düşmüş; ısıtma yükü %52-57, toplam tüketim %38-47 azalmıştır. Soğutma yükü tam şeffaf varyasyonlarda %40'a varan artış gösterse de fritli ETFE kullanımıyla artış %4 düzeyine kadar sınırlanabilmiştir. Kış tasarım haftasında avlu, revak ve eyvanda iç hava sıcaklığı 10-11 °C'den 18-19 °C'ye yükselmiş; PMV değeri –1,4'ten –0,5'e, PPD %26'dan %10-12 aralığına gerilemiştir. Yaz tasarım haftasında SET 30-31 °C'den 26-28 °C'ye, PMV +1,1'den +0,36-0,76 aralığına inmiş; PPD %25 civarından %8-17 bandına düşmüştür. Ortalama ışınım sıcaklık ve operatif sıcaklık değerleri de benzer iyileşme göstermiştir. Sonuç ve öneriler beş başlıkta toplanır: (1) Parametrik model, çok-kriterli restorasyon kararlarında sayısal temel oluşturur; benzer avlulu han, kervansaray ve arkeolojik koruma çatılarında uyarlanabilir. (2) Çift kat ETFE yastık sistemi, tarihî dokuya minimal temasla %50'ye varan ısıtma enerjisi tasarrufu ve kabul edilebilir yaz konforu sağlar. (3) Koruma kurulları açısından çizgisel-uyum algoritması, 'orijinal-yeni' ilişkisinin nesnel denetimini mümkün kılar. (4) Uygulama sonrası RH sensörlü izleme ve sökülebilir strüktür bakımı, malzeme ömrünü uzatır. (5) Gelecek çalışmalarda kavisli kabuk geometrileri, dinamik frit oranları ve yaşam döngüsü maliyeti analizi eklenerek model genişletilmelidir. Böylece araştırma, tarihî yapılarda çağdaş ek tasarımını yalnızca biçimsel bir tamamlama değil, aynı zamanda enerji-termal konfor optimizasyonu ve malzeme sürdürülebilirliği gözeten bütüncül bir restorasyon stratejisi olarak ele almanın mümkün ve gerekli olduğunu ortaya koymuştur.