ICT 252 - Çevre Bilimi I: Yapı Formu üzerindeki Etkiler 33

Geçiş Alanları ve İmar Stratejileri

• Geleneksel Geçiş Alanları (Siyah Alanlar): Lobiler, merdivenler, hizmet alanları, dolaşım alanları, balkonlar ve hareketin gerçekleştiği diğer alanlar bu kategoride değerlendirilir. Bu alanlar tam iklim kontrolü gerektirmez; doğal havalandırma bu bölgeler için yeterli kabul edilir.

• İklim Bölgelerine Göre Konumlandırma:

  • Tropikal ve Kurak Bölgeler: Güneş nüfuzunun daha düşük olduğu binanın kuzey ve güney taraflarında yer almalıdır.

  • Tılıman ve Serin Bölgeler: Maksimum güneş enerjisi kazanımı sağlamak amacıyla binanın güney tarafında konumlandırılmalıdır.

• Atriyum Kullanımı: Bir atrium geçiş alanı olarak işlev görebilir.

Güneş Kazanımı İçin İmar ve Dış Alan Potansiyeli

• Güneş Isısı Kazanım Alanları: Siyah alanlar, her iklim bölgesinde güneşin değişken yolunu takip ederek güneş ısısı kazanımı için kullanılır.

• Bölgelere Göre Odak Noktaları:

  • Tropikal ve kurak bölgelerde: Doğu ve batı tarafları.

  • Ilıman ve serin bölgelerde: Güney tarafı.

• Çatı ve Zemin Katı Potansiyeli: Açılı çizginin dikey çizgiden uzaklığı, her bölgenin çatı ve zemin düzlemlerinin dış alan olarak kullanılabilme potansiyelini temsil eder.

• Kullanım Eğilimleri: Tropikal ve kurak iklimlerde tüm dış alanların kullanımı yüksek potansiyele sahiptir. Kuzey enlemlerine doğru ilerledikçe bu alanların kapatılması gerekliliği artar.

İklim Bölgelerine Göre Bina Formu ve Oranları

• Bina Formu Analizi: Yapılan araştırmalar, binanın yanlarının $x:y$ uzunluğunda olduğu, her iklim bölgesi için ideal kabul edilen tercih edilen oranları şu şekilde belirlemiştir:

  • Tropikal Bölge: $1:3$

  • Kurak Bölge: $1:2$

  • Tılıman Bölge: $1:1.6$

  • Soğuk Bölge: $1:1$

• Enlem Faktörü: Alt enlemlerde doğu ve batı yüzeyini en aza indirmek için uzun bir form tercih edilirken, yüksek enlemlere doğru bu oran yavaşça $1:1$ (silindirik) oranına dönüşür. Bu durum, değişen güneş açılarına verilen doğrudan bir yanıttır.

Yönelim ve Yön Vurgusu

• Yönelim İlkeleri: Güneş açılarına yanıt olarak enlemle birlikte yönelim ve yön vurgusu değişir.

Dikey Çekirdekler ve Yapısal Düzen

• İklim Tasarım Faktörü: Birincil kütle düzeni (çekirdek konumları), ısıyı gölgelemek veya tutmak amacıyla stratejik bir tasarım öğesi olarak kullanılır.

• Tropikal Bölgeler: Çekirdekler binanın doğu ve batı taraflarında yer alır. Bu, binayı günün büyük bölümünde güneşin alçak açılarından gölgelemeye yardımcı olur.

• Kurak Bölgeler: Çekirdekler hem doğu ve batı tarafında hem de öncelikle güney tarafında yer alır. Büyük gölgeleme ihtiyacı esas olarak yaz aylarında ortaya çıkar.

• Ilıman Bölgeler: Kışın güneş ısısı kazanımı için güney yüzünün açık kalması gerekir; bu nedenle birincil kütle kuzey yüzüne yerleştirilir.

• Soğuk Bölgeler: Binanın maksimum çevresinin ısı nüfuzu için güneşe açık olması hedeflenir. Isının bina içinde tutulması ve güneş ışınlarının engellenmemesi için birincil kütle binanın merkezine yerleştirilir.

Güneş ve Güneş Radyasyonu Hakkında Temel Veriler

• Fiziksel Özellikler:

  • Mesafe: Dünya ile Güneş arasındaki ortalama mesafe $150 \times 10^6\text{ km}$ ($150$ milyon kilometre) olarak belirlenmiştir.

  • Işık Süresi: Güneş ışığının Dünya'ya ulaşması yaklaşık $8.5\text{ dakika}$ sürer.

  • Boyutlar: Güneş'in çapı yaklaşık $1.4 \times 10^6\text{ km}$'dir (Dünya'nın $109$ katı). Hacmi, içine $1\text{ milyondan}$ fazla Dünya sığacak büyüklüktedir.

• Güneş Radyasyonu (Solar Radiation): Güneş'ten Dünya'ya ulaşan güneş enerjisini ifade eder. Dünya'nın dış atmosferi yaklaşık $1353\text{ W/m}^2$ güneş enerjisi alır (NASA, 1971).

• Değişim Oranları: Bu enerji miktarı, Güneş'in emisyonlarındaki dalgalanmalar nedeniyle \text{%}\text{ }±2; mesafe ve güneş yüksekliğindeki mevsimsel değişimler nedeniyle \text{%}\text{ }±3.5 oranında değişir.

Atmosferik Etkiler ve Yüzey Yansıması

• Atmosferdeki Kayıplar: Güneş radyasyonu atmosferden geçerken:

  • \text{%}25'i hava molekülleri, su buharı, aerozoller ve parçacıklar tarafından emilir ve dağılır.

  • \text{%}20 civarı (bulut örtüsü arttıkça daha fazlası) doğrudan uzaya geri yansıtılır.

• Albedo (Yüzey Yansıtma Kapasitesi): Radyasyon yüzeye ulaştığında yansıma miktarı yüzeyin doğasına bağlıdır:

  • Taze Kar: \text{%}95'e kadar yansıtabilir.

  • Çöl Kumları: \text{%}35-45

  • Çayır Araziler: \text{%}15-25

  • Yoğun Orman Bitki Örtüsü: \text{%}5-10

Mevsimsel Değişimler ve Geometrik Yasalar

• Yörünge: Dünya'nın yörüngesi eliptiktir. Güneş'e en yakın nokta Aralık sonu/Ocak başı, en uzak nokta ise Haziran sonu/Temmuz başıdır.

• Eksensel Eğiklik: Dünya'nın $23.45^\text{o}$'lik eksen eğimi, Güneş'in gökyüzündeki yolunun yıl boyunca değişmesine neden olur.

• Cos (Kosinüs) Yasası: Güneş gökyüzünde ne kadar alçaksa (kışın olduğu gibi), enerji o kadar geniş bir yüzey alanına yayılır ve ısıtma kapasitesi azalır.

  • Mesafe Örneği: $45^\text{o}$'lik bir açısal fark, radyasyonun atmosferde katetmesi gereken mesafeyi $1.41$ kat artırır.

• Bulut Örtüsü: Dağınık radyasyonu artırabilir ancak ağır yağmur bulutları doğrudan güneş bileşenini neredeyse sıfıra indirebilir.

Güneş Pozisyonu: Azimut ve İrtifa

• Hesaplama: Güneşin konumu saatlik ve mevsimsel olarak değişir. Genellikle bir güneş yolu diyagramından okunur.

• Güneş Azimutu (Azimuth): Güneşin gerçek kuzeye göre yatay açısıdır. Kuzeyden saat yönünde ölçülür ve genellikle -180^\text{o} < \text{azi} < 180^\text{o} aralığındadır.

• Güneş İrtifası (Altitude/Altitude): Güneşin yatay yer düzlemiyle yaptığı dikey açıdır. 0^\text{o} < \text{alt} < 90^\text{o} aralığındadır.

• Güney Yarımküre Dinamiği: Yazın Güneş doğunun ve batının biraz güneyinden doğup batar; kışın ise kuzeye yönelir. Yazın günler daha uzun, kışın ise daha kısadır.

Önemli Tarihler Tablosu