Rüzgârlı Havalarda Konfor

Artık yüksek marka değerine sahip konut, iş yeri ya da alışveriş merkezleri için talep edilenler sadece enerji tasarruflu, estetik, fonksiyonel ve kolay ulaşılabilen mahaller değildir. Ödenen bedelin karşılığında mümkün olduğu kadar yüksek seviyede konforlu yaşam alanları da tasarlanmalıdır.

Machiavelli, sakin havada fırtınayı kestirmek güçtür demiş. İnşaat süreçlerinde de kestirilemeyen bu rüzgârlar, proje tamamlandıktan sonra gerilimi yükseltebiliyor. Dileriz sizin tasarımınızda da rüzgârlar sonrasında sert esmeye başlamaz. Alkazar Teknoloji adına Ekoyapı ailesinde, sizlerle iklim ve yapı fiziği özelinde öğrendiklerimizi paylaşıyorum. İlk konumuzu da “Rüzgâra Bağlı Konfor” olarak belirledik.

Yapı tasarımında sert rüzgârları yaşamadan önce temel bilgilerle önlemler almak mümkün olabilir. Tüm süreçte, proje detaylarının belirlenmesi ya da cephe uygulaması yapılırken dahi yapıların rüzgâr adına konforu gündeme gelmeyebilir. Bu yazıda rüzgâra bağlı konfor hangi aşamada tartışılmaya başlanıyor, biraz bahsedelim.

Tasarım aşamasındaki bir bina yüksek ya da çok yüksek katlı ise statik tasarım ekibi tarafından rüzgâr yükleri sebebiyle oluşabilecek kuvvetlerin hesaplanması gerekiyor. Giydirme cephe çalışılacaksa o zaman da uygulamayı yapacak ekibin fırtınalı hava koşulu gibi durumlarda cephenin maruz kalacağı yükler için rüzgâr yükü hesabı talep edilir. Bunlarla birlikte yatırımcı ya da işletmeci rüzgârdan dolayı, varsa açık alanlarda oturulup oturulamayacağına dair konfor irdelemesini talep edebiliyor.

Bu sayıda ele aldığımız, rüzgârdan dolayı güvenlik incelemesinden ziyade (statik ve cephe yükleri gibi) yaya seviyesindeki konfor ne kadar ve ne sebeple bozulur, bunları irdelemek. Artık yüksek marka değerine sahip konut, iş yeri ya da alışveriş merkezleri için talep edilenler sadece enerji tasarruflu, estetik, fonksiyonel ve kolay ulaşılabilen mahaller değildir. Ödenen bedelin karşılığında mümkün olduğu kadar yüksek seviyede konforlu yaşam alanları da tasarlanmalıdır.

Alçak-yüksek basınç etkisiyle ortaya çıkan hava hareketini rüzgâr olarak tanımlayabiliriz. Rüzgâra bağlı konforu tarihsel süreçte ilk olarak Londra’da belli grup yapılarının bir arada olması ve kat yüksekliklerinin artması sebebiyle A.F.E. Wise tarafından 1970’te kiralanabilir alandaki yaşanan olumsuzluklar gündeme getirmiştir.

Bu amaçla rüzgâr tünel testleri yapılarak yapılaşmanın rüzgâr şiddetini ne kadar etkilediği belirlenmiştir. Konforsuzluğun dışında Lawson ve Penwarden iki yaşlı kadının yüksek yapılaşma bölgesinde rüzgâr hızı sebebiyle yaşadıkları kaza ve sonrasındaki ölümü raporlamıştır. Böylece konfor kaybının riskli sonuçlara kadar varabileceği belgelenmiştir. Akabinde ise hangi hız mertebesinde, ortalama olarak nasıl hissedilir buna yönelik tablolar oluşturulmuştur. Aşağıda bu durum için örnek gösterimlerden birini paylaşıyorum. Lawson ve Davenport kriterleri ya da Hollanda’nın yayınladığı NEN8100 standardı rüzgârın şiddetine bağlı, konforun yorumlanması için kullanılmaktadır.

Şekil1’de rüzgârın farklı şiddetlerinde nasıl hissedeceğimiz betimlenmiştir. Örneğin bir balkonda, terasta ya da herhangi açık bir yapı mahallinde sakin bir akşam yemeği yiyecekseniz, rüzgâr hızının yaklaşık 2m/s (7km/saat) üzerinde olmaması gerekir. Yoksa masadaki peçeteler uçuşup, sinir bozucu hale gelebilir. Bununla birlikte, binadan çıkıp yakındaki bir binaya geçiş için kısa bir yürüyüş yapacaksanız 7m/s (25km/saat) rüzgâr hızı sizin için yorucu olacaktır. Yolda yürümek, elinizdeki kahvenin dökülmesi ya da arkadaşınızın ne söylediğini kesinlikle anlamamanız rüzgâra bağlı bir konfor kaybıdır. Daha kötüsü de şiddet 10m/s (36km/saat) üstünde bir mertebeye erişirse ortam artık tamamen konforsuzdur.

Bu tanımlamalarla mahallin konfor mertebesine karar vermek için en azından hâkim rüzgâr yönleri bilinmelidir. Rüzgâr şiddetinin hangi sıklıkla tekrar ettiği de önem arz eder. Bunun için ilk aşamada yapının bulunduğu bölgenin en az 20 yıllık rüzgâr verisinin irdelenmesi gerekir. Akabinde bu veriden hâkim rüzgâr yönleri, esme şiddetleri ve bunların frekansı (sıklığı) anlamlı hâle getirilerek simülasyon çalışmaları için sınır şartları belirlenir.

Şekil2’de örnek bir proje alanı için hâkim rüzgâr yönlerinin ve şiddetinin yüzdesel dağılımı gösterilmiştir. Tüm hesaplamalar bu verilerin referans alınmasıyla başlamaktadır.

Tasarım için belirlenen oryantasyon, yükseklik, form ve çevre yapılarla olan etkileşim, belirlenmiş olan rüzgâr verileriyle analiz edildiğinde hangi alanlarda konfor kayıplarının yaşanacağı tespit edilir. Bu tespitler iki genel yaklaşımla irdelenebilir. Bunlar tünel testleri ve akış simülasyonlarıdır. İlerleyen sayılarda bu başlıkları genişleteceğiz. Burada farkında olmamız gereken faktör temel tasarım prensipleridir. Mesela en kritik olanı yapı yüksekliğinin artmasıyla birlikte, yapının giriş seviyesi ya da ilk katlarda oluşan yüksek basınç farkları sebebiyle rüzgâr hızlanmalarıdır. Tasarımınızın kat yüksekliğini artırdıkça zemin kullanım mahallerinizde konfor kayıp riski artacaktır. Bunları gözeterek yapının etrafındaki rüzgâr hızına göre daha yüksek şiddette olacak mahal içi rüzgarlara, ilk aşamada önlem düşünmek yerinde olacaktır. Belki de tasarımınızı buna göre de evirmeyi düşünebilirsiniz.

Şekil3’te verilen karşılaştırmada değişken olan tek kabul, bina yüksekliğinin artırılmasıdır. Bunun dışında diğer tüm parametreler sabit kabul edilmiştir. Böylece binanın yüksekliğinin artmasıyla çevrede oluşan rüzgâr şiddeti artışı da kırmızı renk yoğunluğunun değişimiyle belirtilmiştir.

İlk yazı içeriğimizde şimdilik sadece rüzgâr ve yapının konfor özelindeki ilişkisini açıklamaya çalıştım. İlerleyen sayılarda yapı fiziği ve iklim konusunda yapılarımızı ve çevremizi etkileyen birçok parametrenin nasıl analiz edilebildiği, konfor ve enerji tüketimlerinin nasıl bir dengeye eriştirilmesi gerektiği ve iklim verilerinin bu noktada öneminin neler olduğuna yönelik paylaşımlarımız olacaktır. Alkazar Teknoloji ekibi adına Ekoyapı bünyesinden şimdilik bunlarla sizi selamlıyorum.