ICT 252 Çevresel Sistemler 1: Bina İşlevi ve İnsan Refahı
Binanın İşlevi, Kullanıcı ve Çevre İçin Tasarım Yapmak
Binalardan temelde fiziksel ve duyusal konfor sağlanması ve sosyal ihtiyaçların karşılanması beklenmektedir. Bu bağlamda bir binanın yerine getirmesi gereken temel işlevler şunlardır:
Termal Konforun Sağlanması: Hava sıcaklıklarının yanı sıra çevredeki yüzeylerin ve nesnelerin sıcaklıklarının kontrol edilmesi.
Nem Kontrolü: Havanın neminin ve su buharı akışının denetlenmesi.
Doğa Koşullarından Korunma: Yağmur, kar ve yeraltı suyunun bina dışına itilmesi/dışlanması.
Hava Sirkülasyonu: Bina içindeki havanın sürekli olarak dolaştırılması.
Duyusal Kofor ve Verimlilik: Duyusal konfor, çalışma verimliliği ve mahremiyet koşullarının optimize edilmesi.
Görsel Konfor: Görmek için gerekli aydınlatmanın sağlanması ve görsel gizliliği korumak adına engeller oluşturulması.
Akustik Konfor: Ses yalıtımı ve uygun akustik ortamın tesis edilmesi.
Güvenlik ve İletişim: Genel güvenliğin sağlanması ve bireyler arası iletişim ile etkileşimin kolaylaştırılması.
Bina Kabuğu (Building Envelope) ve Yapı Formu
Bina Kabuğu Tanımı: Bina kaplaması; pencereler, kapılar, zeminler, duvarlar ve çatılardan oluşan, dış mekan ile iç mekan arasındaki geçişi sağlayan katmandır.
Giriş Bölgeleri: Binanın iç dünyası ile dış dünya arasındaki temel geçiş bölgesini temsil eder.
Dinamik Sınır Kavramı: Enerjiyi koruma ihtiyacı nedeniyle günümüzde bina zarfı (kabuğu), dış doğal enerji güçleri ile iç bina ortamı arasında sürekli etkileşim halinde olan "dinamik bir sınır" olarak kabul edilmektedir.
Yapı Formu ve Enerji: Enerji tasarrufu, binanın formu üzerinde belirleyici bir etkiye sahiptir.
Binanın yönelimi (oryantasyonu), genişliği ve yüksekliği; binanın aşırı ısıdan veya soğuktan nasıl korunacağını, havalandırma ve doğal ışığa ne ölçüde açık olacağını belirleyen ana unsurlardır.
Plenum ve Servis Çekirdekleri
Plenum: Hava hareketini sağlamak amacıyla özel olarak tasarlanmış kapalı bir yapıdır ve hava dağıtım sisteminin entegre bir parçasıdır.
Yaygın kullanımda, bir zemin yapısının alt kısmı ile bir alt tavan montajının üst kısmı arasındaki açık alanı ifade eder.
Bu alan (üst kat ile alt tavan arasındaki boşluk) genellikle elektrik, sıhhi tesisat, ısıtma ve soğutma sistemleri, aydınlatma, yangın söndürme tertibatı ve diğer teknik ekipmanlarla doludur.
Servis Çekirdekleri (Service Cores): Çok katlı binaların çoğunda merdivenler, asansörler, tuvaletler ve malzeme dolapları belirli merkezlerde toplanır.
Kabloları ve boruları katlar arasında dikey olarak taşıyan mekanik, sıhhi tesisat ve elektrik takip araçları (şaftlar) bu çekirdeklerde yer alır.
Servis çekirdekleri ayrıca elektrik ve telefon dolaplarını, servis odalarını ve yangın koruma ekipmanlarını barındırır.
Bu çekirdekler binada önemli bir alan kaplar ve yangın anında bina güvenliği üzerinde doğrudan bir etkiye sahiptir.
Çekirdek Tipleri:
Binanın merkezinde yer alan tek çekirdek.
Çevrede (kenarlarda) konumlanan servis çekirdekleri.
Ayrık (bağımsız) çekirdek tasarımları.
Birden fazla çekirdek kullanımı.
İnsan Bedeni ve Termal Denge (Thermal Equilibrium)
Termal Algı Faktörleri: Bir ortamın çok soğuk veya çok sıcak olduğu algısı sadece hava sıcaklığına bağlı değildir. Şu faktörler konforu etkiler:
Mevsim koşulları.
Giyilen kıyafetler.
Nem oranı ve hava hareketliliği.
Mekandaki nesnelerin yaydığı ısı miktarı.
Isı Hissiyatı: Yüzeylerle veya hareketli havayla temas etmek ya da bir nesneden yayılan radyant ısıya maruz kalmak, sıcaklık veya soğukluk hissini oluşturur.
Koruma Katmanları: Vücudun ısı kaybını düzenlemek için üç temel koruma katmanı mevcuttur: Cilt (deri), giysi ve binalar.
Metabolizma ve Enerji Değişimi:
Bireyin metabolizması, enerjinin kullanım hızını belirler.
Metabolizma hızı; vücut ağırlığı, aktivite düzeyi, vücut yüzey alanı, sağlık durumu, cinsiyet ve yaşa göre değişkenlik gösterir.
Giyilen giysi miktarı ve çevresel atmosferik koşullar da bu hızı etkiler.
Enerji Tüketimi Örnekleri:
Saatte (yaklaşık ) hızla yürüyen bir insan, ortalama değerinde bir ampulün yaydığı ısıya eşdeğer enerji üretir.
Egzersiz sırasında bu miktar ile arasına kadar yükselir.
Duyusal İhtiyaçlar ve Diğer Çevresel Gereksinimler
Gözler ve Kulaklar: Tasarlanan binalar, duyuların konforlu ve verimli kullanılmasını desteklemelidir.
Görme: Gözlerimizi kapatarak veya başka yöne dönerek istenmeyen görüntüleri engelleyebiliriz. Ancak doğrudan güneş ışığına, parlak kar manzarasına veya açık renkli kuma bakmak gözlere zarar verebilir. Aydınlatma armatürlerinden gelen doğrudan parlama (glare) geçici körlüğe neden olabilir.
İşitme: Kulaklarımızı duymaya kapatamayız; istenmeyen sesleri hangi yöne dönersek dönelim algılamaya devam ederiz. Bu yüzden akustik kontrol kritiktir.
Diğer İnsani Gereksinimler:
Su Temini: Vücut fonksiyonlarının işlenmesi, vücudun soğutulması, içme suyu, yemek hazırlama, temizlik ve bahçecilik gibi işler için düzenli su kaynağı gereklidir.
Hava ve Oksijen: Nefes almak için oksijene ihtiyaç duyulur. Bina havalandırma sistemleri iç mekan havasının taze ve temiz olmasını sağlar; bakterileri ve fazla nemi uzaklaştırır.
Güneş Işığı: Binaya giren güneş ışığı ortamı kurutur ve sterilize edilmesine yardımcı olur.
Fiziksel Güvenlik: Yumuşak dokular, organlar ve kemikler sert ve keskin nesnelerden korunmalıdır. Düzgün zemin yüzeyleri takılmaları ve bilek hasarlarını önler.
Düşey Sirkülasyon Güvenliği: Binalar, düşme tehlikesi olmadan katlar arası geçişi sağlamalı ve ateşi/sıcak nesneleri deriden uzak tutmalıdır.
Sosyal Gereksinimler: Bina tasarımı bireylerin sosyal ihtiyaçlarını da gözetmelidir.