Performansa Dayalı Mimari Tasarım, mimari sürdürülebilirlikilkeleri ve fiziksel çevre şartlarını tasarım sürecine sayısal, ölçülebilir bir faktör olarak olarak dahil edip, bina performansını gerçek zamanlı olarak ölçen ve çözümler üreten spiral bir tasarım yaklaşımıdır. BIM tabanlı bina performans analizi (BPA) yöntemleri, getirmiş olduğu gerçek zamanlı ve etkileşimli tasarım geri dönüşü olanakları sayesinde performansa mimari tasarımın erişilebilirliğini ve nesnelliğini önemli derecede arttırmıştır. Bu sunum Mimar Sinan Güzel Sanatlar ve Beykent üniversitelerinde gerçekleştirilen bir yüksek lisans dersi çerçevesinde BIM tabanlı BPA’nın tasarım süreçlerinde nasıl kullanılabileceğini anlatmaktadır. Derste kullanılan materyalin önemli bir kısmı Autodesk’in ilgili sertfika programından adapte edilmiştir. Dersle ilgili tüm kuramsal ve uygulamalı içerik de sayisalmimar.com sistesinde mevcuttr.
1. 1
BIM VE PERFORMATİF
(PERFORMANSA DAYALI)
MİMARİ TASARIM
AUTODESKYAPITASARIMIATÖLYESİ5
14OCAK2015–TAKSİMDİVANOTELİ
PROF. DR.SALİHOFLUOĞLU
2. Mimar Sinan Güzel Sanatlar Üniversitesi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -2-
enformatik bölümü
Bilgisayar Ortamında Sanat ve Tasarım
Y.Lisans programı
bost.msgsu.edu.tr
eğitim ve araştırma alanları:
• 2B ve 3B Geometrik Modelleme
• Yapı Bilgi Modellemesi (BIM)
• Coğrafi Bilgi Sistemleri (GIS)
• Bilgisayar Destekli 2B v3 3B Animasyon
• Görüntü İşleme
• Programlama ve Veritabanı Sistemleri
• Robotik
• Eğitim Teknolojileri
3. Yapı Bilgi Modelleme (BIM)
BIM ?
Bina ile ilgili tüm
grafik
(geometri/biçim vb.)
ve alfasayısal
(malzeme, maliyet,
fiziksel çevre kontrolü
vb) veriden oluşan
bir 3B model
meydana getirerek,
bu modelin proje
sürecine katılan
paydaşlar tarafından
binanın yaşam
döngüsü boyunca
ortak kullanımını
sağlayan bir çalışma
yaklaşımıdır.
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -3-
BIM Kullanım Alanları
1. 3B Sanal Bina ve Görselleştirme
2. Bina Performans Analizi ve
Performatif Tasarım
3. Projelendirme ve İşbirliği
4. Yapım Yönetimi
5. Bina Yaşam Döngüsü Desteği
15 Ocak 2014 tarihli
Avrupa Birliği Kamu
İhale Yönergesi
Üye ülkelerde
2016’ya kadar kamu
sermayeli bina
projelerde BIM
kullanımının zorunlu
olması veya teşvik
edilmesi
Ulusal BIM obje
kütüphanesi, İngiltere
4. Performansa Dayalı Mimari Tasarım
Performansa Dayalı Tasarım/Mimarlık
Performatif tasarım nedir?
Mimari sürdürülebilirlik ilkeleri ve fiziksel çevre
şartlarını tasarım sürecine sayısal, ölçülebilir bir
faktör olarak olarak dahil edip, bina
performansını gerçek zamanlı olarak ölçen ve
çözümler üreten spiral bir tasarım yaklaşımıdır.
1. Sürdürülebilirlik ilkeleriyle uyumlu
enerji/hammadde tüketimi, malzeme seçimi,
atık azaltımı
2. Fiziksel çevre şartlarını dikkate alan
güneş/rüzgar vb. pasif iklimlendirme
3. Sayısal ve ölçülebilir veri kullanan
BIM yazılımları obje tabanlı nitelik tanımlama
4. Gerçek zamanlı/spiral geri dönüş yapan
Anlık, etkileşimli hesap yapma kabiliyeti
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -4-
Tasarım alternatifleri ve enerji kullanımı
Modelden üretilen
BPA analizleri
Spiral
tasarım
süreci
5. Yapı Bilgi Modelleme (BIM) Nesne
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -5-
• BIM yazılımları
nesnelerden
(objects) meydana
gelir.
• Nesneler yapı
elemanlarını temsil
ederler.
• Nesneler bir araya
gelerek bina
modelini oluştururlar.
.
Objeler biraraya
gelerek yapı modelini
oluşturur
Revit™ araç çubuğundaki bina elemanları-objeler
Revit™: Pencere objesi ayarları
6. Yapı Bilgi Modelleme (BIM) Bilgi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -6-
.
• Nesneler bilgi
kapsülleridir.
• Bilgi, nitelik olarak
nesnelere
yerleştirilir.
• Temel nitelik tipleri
grafik
(geometri/biçim
vb.) ve alfasayısal
(malzeme,
maliyet, fiziksel
çevre kontrolü vb)
veri tipleridir.
Revit™: Bir duvar
elemanı için
tanımlanabilen bazı
alfasayısal nitelikler
Revit™: Bir
nesneye
harici
bir link
atama
Revit™: Duvar
elemanın metraj
tablosu verisi ve
model görünümü
arasındaki bağlantı
Revit™: Bir kapı nesnesine ait nitelikler
7. Yapı Bilgi Modelleme (BIM) Görünüm
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -7-
Çok disiplinli veri model görünümleri
Revit™: Modelin farklı görünüm seçeneklerine göre filtrelenmesi
• Görünüm adı verilen anlamlı
veri düzenleri ile aynı nesne
içeriği farklı meslek
gruplarından kişilerce farklı
amaçlarla kullanılabilir.
İstenen amaca uygun
gösterimler/temsiller ve
hesaplamalar elde etmek
için bu veri düzenleri ana
dosyadan süzülür.
• Genel BIM model
görünümleri:
• Tasarım/geometri modeli.
• Analiz modelleri
• Statik model
• Tesisat (makine ve
elektrik) modelleri
• Üretim modeli
• Tesis yönetimi modeli
8. Yapı Bilgi Modelleme (BIM) BPA
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -8-
• BIM modelinden ayrıca
Bina Performans Analizi
(BPA) modelleri
oluşturulabilir ve yapım
öncesi binanın çevresel
etmenlere ve
sürdürülebirlik konularına
nasıl cevap verdiği analiz
edilebilir.
• BPA, tasarım kararlarını
gerçek zamanlı olarak test
etme ve geliştirme imkanı
verir.
BIM Modeli = Sanal Fiziki Bina
Sık kullanılan bazı performans analizi tipleri(Kaynak: Autodesk)
Güneş / Gölge
Analizi
Güneş Işınımı
Analizi
Gün Işığı
Analizi
Rüzgar
Analizi
Enerji
Analizi
İklimsel
Analizi
9. Yapı Bilgi Modelleme (BIM) Analiz
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -9-
• TASARIM EVRESİ
• Performans analizi, kavramsal
tasarım veya ileri bir tasarım
evresinde gerçekleştirilebilir. Hangi
performans analizlerinin
yapılacağı ve hangi araçların
kullanılacağı genellikle BIM
uygulama planında bulunur.
• Girilen bilginin detay seviyesi ve
analiz hassasiyeti/doğruluğu
• DETAY SEVİYESİ
• Ön tasarım
(bina henüz yok)
• Kavramsal tasarım
(kavramsal geometri)
• Tasarım geliştirme
(tahmini geometri)
• Detaylıtasarımveprojelendirme
(kesin geometri)
• Yapım
(üretim)
• Tesis yönetimi ve bakım
(bitmiş yapı)
Autodesk BIM
Deployment Plan
BIM
Execution
Plan –
Penn State
Üniversitesi
• BPA TEMEL VERİLERİ
• Bina biçimi ve tipolijisi,
• Yapı malzeme nitelikleri,
• Cephe elemanları ve
cephedeki boşluk-doluluk
oranları,
• Bina gerçek konumu ve yerel
iklim verileri,
• Çevre topoğrafya ve
yapılaşma
10. BPA ve Sürdürülebilirlik
Architecture 2030 insiyatifi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -10-
• Binalarda enerji tüketimi,
karbon salınımı ve
yenilenebilir enerji kullanımı
verileri ve hedefler
• Sürdürülebilir mimari ve
karbon-nötr bina hedefleri
• Sürdürülebilir binalar, bina
için pasif iklimlendirme
olabildiğince olanaklardan
faydalanan, bina enerjisinin
tamamı veya bir kısmını
yenilenebilir enerji
kaynaklarından sağlayan,
atık miktarı ve karbon
salınımı düşük yapılardır.
• Performans analizi modelleri
sürdürülebilir bina tasarımı
için önemlidir.
Enerji tüketimi Dağılımı
(Kaynak: İzoder ısı yalıtım raporu, 2010)
Küresel CO2 salınımı
(Kaynak: International
Energy Agency, EIA)
11. BPA, Yönetmelikler ve Yeşil Bina Sertifikaları
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -11-
• Türkiye’de Binalarda Enerji Performansı
Yönetmeliği ve Bep-TR çalışması
• Bina sürdürülebilirlik kriterlerini
değerlendiren yeşil bina sertifikasyon
sistemleri
• BIM tabanlı BPA yazılımları ve yeşil bina
sertifikasyon sistemlerindeki kredi
hesaplamaları
Örneğin, Revit’te çalışan bir eklenti yazılımı
olan “Revit Credit Manager for LEED”, Gün
ışığı analizi, Su kazanımı ve Atık içeriği
konularında kredi hesaplamaları
yapabilmektedirler.
“Revit
Credit
Manager
for LEED”
Gün ışığı
analizi
Yeşill bina sertifika programları
Binalar için
zorunlu
enerji kimlik
belgesi
12. YPB/Sürdürülebilirlik tasarım hedefleri
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -12-
1.Yaşayan konforu
• Isısal konfor
• Görsel konfor
• Hava kalitesi
2.Kaynak kullanımı
• Malzeme kullanımı
• Enerji sistemleri
• Su kullanımı
Sıfır Enerji Bina
Net-zero Energy
Building
Yüksek
Performanslı Bina
(YPB)
High Performance
Building
13. Tasarım hedefleriYaşayan konforu
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -13-
Isısal konfor Görsel konfor Hava kalitesi
• Soğuk veya sıcak
hissetmemek
• Isı, nem, hava akımı
ve ışınsal kaynakların
doğru oranı
• Yeterli düzeyde ve
kamaşmasız
• Güneş kırıcı ve
yapay ışık seçimi
• Taze ve temiz
hava sirkülasyonu
Kaynak: Autodesk BPA sertifika programı
k i ş i s e l m u t l u l u k v e v e r i m
m e k a n i k d e s t e k l i d o ğ a l
14. Tasarım hedefleriKaynak kullanımı
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -14-
Malzeme kullanımı Enerji sistemleri Su kullanımı
• Sürdürülebilir
• Düşük atık ve az israf
• Olabildiğince doğal
• Az enerji ile üretilen
• Enerji kazanımı yüksek
• Toksik içeriksiz, sağlıklı
• Uzun ömürlü
• Geri dönüşebilen
• Binanın en yüksek
maliyet ve sera gazı
üretim nedeni
• Yenilenebilir kaynakları
tercihi
• Doğru tasarım ve
malzeme seçimi
kararları
• Suyun sınıfına göre
arıtımı ve yeniden
kullanımı
• Doğru armatür
seçimiyle su tasarrufu
• Yağmur suyu kazanımı
Kaynak: Autodesk BPA sertifika programı
15. Performansa Dayalı Mimari Tasarım Dersi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -15-
Amaçlar:
• Performatif tasarım: Bina
performansı ve (kavramsal)
tasarım arasındaki ilişki
• Performatif tasarım ve
sürdürülebilirlik
• kullanıcı konforu, pasif
iklimlendirme, kaynak kullanımı
• Yönetmelik ve yeşil bina sertifika
sistemleri
• Bina performans analizi alanları
ve hesaplama yöntemleri
• proje evreleri, değişen ihtiyaçlar
ve detay seviyeleri
• Örnek uygulama çalışması:
• Bina ve mekan ölçeğinde, bina
performansı ve kavramsal tasarım
arasındaki ilişkiyi simülasyonlarla
analiz etmek, sonuçlara göre
tasarım kararlarını sorgulamak ve
geliştirmek
Konu Başlıkları:
1.BIM ve BPA
2.İklim ve hava durumu
3.Enerji ve bina yükleri (Vasari)
4.Güneş ve gölge çalışması (Vasari)
5.Güneş ışınımı (Vasari)
6.Rüzgar Analizi (Vasari)
7.Gün ışığı analizi (Revit)
On-line ders notları:
www.sayisalmimar.com
Ders içeriği:
eğitimbeykentperform.
dayalı mimari tasarım
Vasari yazılım notları:
yazılım notlarıautodesk vasari
MİMARSİNANGÜZ.SAN.ÜNİV.MİMARİTASARIMSORUNLARI Y.LİSANSPRG.|BEYKENTÜNİVERSİTESİ TASARIMVEYAPIYÖNETİMİY.LİSANSPRG.
16. 4
Autodesk BPA Sertifika Programı
http://academy.autodesk.com/courses/www/
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -16-
1. Konu hakkında kuramsal bilgilendirme
2. Konu kapsamında vaka amaçlı
kullanılacak bir mimari proje
3. Bu projeye ait .rvt Vasari/Revit dosya(lar)ı
4. Yazılım hakkında bilgilendirme belge ve
videoları
5. Gekleştirilmesi istenen analizler. Green
Building Studio bulut hesabı.
6. Bölüm sonundaki Quiz’ler.
(min not: %70)
7. Sertifika belgesi
2
6
3
5
1
17. Autodesk BPA Sertifika Programı
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -17-
Ad Soyad
18. Yazılım iş akışı ve Araçları
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -18-
1. Hedef ve ölçütleri bilmek
(yüksek performanslı bina)
2. Simülasyon ve analizler için
araçlar kullanmak
(Vasari - Revit)
3. Tasarım optimizasyonu
Autodesk VASARI
http://autodeskvasari.com
• Autodesk Lab’de Beta 3
aşamasında ve ücretsiz
bir yazılımdır
• Revit’in kavramsal/geometrik
modelleme modülü
(conceptual mass)
• Kavramsal analiz için ilave
BPA analiz özellikleri bulundurur.
Güneş ışıması senaryoları
AUTODESK VASARI
ARAYÜZÜ
19. BPA 1. İklim ve hava durumu analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -19-
• İklim ölçütlerinin bina
tasarımına etkisi
• Farklı iklim koşullarında farklı
pasif tasarım stratejileri ve
mimari örnekler
• İklimle ilgili temel terminoloji:
• İklim ve hava durumu
• Mikro iklim
(topografya, su, bitki örtüsü,
çevre yapılar)
• Isısal konfor
(hava sıcaklığı, nem, güneş
ışınımı, hava akımları, eylemler)
20. BPA 1. İklim ve hava durumu analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -20-
• Uygulama çıktıları:
• Sıcaklık, nem, rüzgarla ilgili iklimsel
çizelgeleri okumak
• Psikometrik çizelgeleri okumak ve
oluşturma yöntemlerini görmek
• Hava dosyaları ile çalışmak
Rüzgar dağılımı çizelgesi
Aylık
sıcaklık/nem
tasarım verisi
Dünyadaki hava istasyonları
Psikometrik çizelgeler
1 Havadaki
nem
ortalamaları
21. BPA 1. İklim ve hava durumu analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -21-
Uygulama Çıktıları (VASARI):
1. Google Earth konumunu altlık olarak kullanmak ve
yakın hava istasyonu bilgilerini kullanmak
2. Harici bir resim dosyasını alarak üzerinde çalışmak
3. CAD arazi (DWG/DXF) verisiyle modelleme yapmak
4. Güneş rotasıve gölgesini görünür yapmak
5. Modele rüzgar gülü eklemek
1
2
3
4
5
22. BPA 2. Bina enerji yükleri
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -22-
• Yapı içinde ısının hareketi, ısı geçişi ile
ilgili temel bilgiler, malzemelerin ısısal
özellikleri (U ve R faktörü)
• Bina ısıtma/soğutma enerji ihtiyacına
etki eden faktörler:
• Dış yükler
(güneş, hava akımı, nem)
• İç yükler
(insanlar, ekipmanlar, aydınlatma)
• Mekan, bina tipi, ekipman ve kullanıcı
sayısı, bina kullanım süresine göre enerji
kullanımı ihtiyaçları
• Kavramsal tasarım aşamasında; bina
kütlesi, yönlenmesi, boşluk doluluk
oranları, bina tipi, kullanıcı sayısı, bina
kullanım süresi vb. etmenler bina
enerji yükünü etkiler
kondüksiyon
(ısı iletimi)
konveksiyon
(ısıyayım)
radyasyon
(ışınım)
23. BPA 2. Bina enerji yükleri
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -23-
Uygulama Çıktıları (VASARI):
1-Kavramsal model oluşturulur ve
modele katlar eklenir.
3-Enerji analizi başlatılır ve proje ad
verilerek kaydedilir.
2-Bina tipi, konumu ve açıklık yüzdesiyle
ilgili Enerji hesap ayarları yapılır.
4-Analiz sonuçları görüntülenebilir
ve tasarımda değişiklik yapılmışsa,
alternatifler enerji kazanımı açısından
kıyaslanabilir
24. BPA 2. Bina enerji yükleri
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -24-
Hesap Referans Verileri (VASARI):
Bina tipolojisi ile ilgili veriler
Bina kullanıcı sayısı (0 – 1)
Bina işletim saatleri
24/7: 7 gün 24
saatlik bir çalışma
düzeni
24/6: 6 gün 24
saatlik bir çalışma
düzeni
24/5: haftaiçi 24
saatlik bir çalışma
düzeni
Bina mekanlarıyla ilgili genel veriler
HVAC sistemleri
25. BPA 2. Bina enerji yükleri
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -25-
Bina Enerji Çizelgeleri (VASARI):
Yıllık karbon emisyonu Yıllık rüzgar dağılımı
Aylık sıcaklık/nem tasarım verisi
Aylık doğal gaz ve elektrik
harcaması
Yıllık
elektrik
kullanım
çizelgesi
Aylık ısıtma ve soğutma yükleri
Yıllık doğal gaz ve elektrik harcaması
26. BPA 3. Güneş ve gölge çalışmaları
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -26-
• Güneş enerjisi ve ışığının pasif
tasarımdaki önemi
• Farklı mevsimler ve bazı özel günlerde
güneşin rotası/hareketi ve konumu
• Güneş irtifası (altitude) ve açısı (azimut)
• Ekinoks (21 Mar, 23 Eyl) ve gün dönümü
zamanları (21 Haz, 21 Ara)
• Güneş hareketine bağlı olarak doğal
gün ışığı alma
• Binanın kendisi ve çevredeki
yapılaşmaların bıraktığı gölge, şehirlerde
ışık hakkı
• Bina kütlesi ve yönlenmesi ile binanın
güneş erişimini değiştirmek
• Güneş kırıcıları ve raflarının yerleşimi,
çeşitleri ve boyutlandırması
Yaz güneş rotası
Kış güneş rotası
Güneş
altitud ve
azimutu
Güneş
kırıcıları
27. BPA 3. Güneş ve gölge çalışmaları
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -27-
Uygulama Çıktıları (VASARI):
• Bir model üzerinde belirli bir gün veya
dönem boyunca güneş rotası
oluşturulur. Güneşin hareketi ve gölgesi
animasyon şeklinde görüntülenir. Gölge
etkisine göre tasarım ve vaziyet planı
kararları sorgulanır.
1-Güneş rotası ve gölge ayarı
açılır; rotanın bir günlük (özel
günler), mevsimler ve yıllık olarak
gerçekleşmesi sağlanır
3-Vasari, aynı model üzerinde farklı tasarım alternatifleri üzerinde
çalıştırıp, güneş/gölge etkisini farklı alternatifler üzerinde görme
fırsatı verebilir1
2-Model
etrafında
güneşin hareketi
animasyon
olarak izlenip,
kaydedilebilir
28. BPA 4. Güneş ışınımı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -28-
• Güneş ışınımının temelleri ve
hesaplanması
• Güneş ışınımının enerji yüklerine
(ısıtma/soğutma) ve güneş kırıcı
tasarımına etkisi
• Güneş ışınımından gerektiğinde
faydalanma veya önleme stratejileri
(kütle, renk, malzeme seçimi,
yönlenme)
• Güneş ışınımının PV oluşturma
potansiyeli
Binanın
farklı
yüzlerinde
gelen yıllık
güneş
ışınımı
Dünya solar
enerji haritası
29. BPA 4. Güneş ışınımı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -29-
Uygulama Çıktıları (VASARI):
BİNA GÜNEŞ IŞINIM MİKTARINI BULMAK
• Binanın konumu, kütlesinin ve
çevre binaların ışınım alınımına
etkisi incelenebilir. Binanın günün,
yılın belirli zamanlarında ve belirli
bir bölgede ne kadar güneş ışınımı
aldığı hesaplanabilir. Genellikle
hesaplama yıllık yapılır.
• Solar Radiation analizi sırasında
ölçüm yapılacak yüzeylere tıklanır.
Ölçütle ilgili renk ve değerler
kodları ayrıca bir grafik üzerinde
de verilir. Farklı gösterim ve
hassasiyet çeşitleri de vardır.
Sonuçlar istenirse .CSV verisi
olarak Excel veya başka
ortamlara hesaplama yapmak
aktarılabilir.
30. BPA 4. Güneş ışınımı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -30-
Uygulama Çıktıları (VASARI):
KOMŞU YAPI IŞINIM ERİŞİMİNİ İNCELEMEK
• Farklı tasarımların çevre binalarda
oluşturduğu gölge ve ışıma etkileri
alternatif tasarımlar üzerinde sınamak
alternatif 1 alternatif 2 alternatif 3 alternatif 4
31. BPA 4. Güneş ışınımı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -31-
Uygulama Çıktıları (VASARI):
FARKLI TASARIMLAR İÇİN PV
POTANSİYELLERİNİ BULMAK
32. BPA 4. Güneş ışınımı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -32-
Uygulama Çıktıları (VASARI):
FARKLI GÜNEŞ KIRICILARIN
ETKİNLİĞİNİ TEST ETMEK
33. BPA 5. Rüzgar ve hava akımı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -33-
• Rüzgardan faydalanma ve hava
akımını kontrol ederek doğal
havalandırma sağlamak
• Havanın bina içinde ve
etrafındaki hareketini anlamak
• Bina için en uygun doğal
havalandırma tipine karar
vermek ve uygulama stratejisini
belirlemek
Uygulama Çıktıları (VASARI):
• Arsaya tanımlı zaman aralığı için
rüzgar gülünü eklemek ve
• Tasarlanan bina etrafındaki
rüzgar tüneli (wind tunnel)
aracıyla hava akımını dinamik
olarak görüntülemek
Arsaya
yerleştirilen
rüzgar gülü
Akış çizgileri (flow
Lines) gösteriminde
rüzgar yönü ve hızı
Vasari Wind Tunnel ile farklı yönlerden gelen rüzgarın avluda
bıraktığı etki (renkli hücre-colored cells gösterimi)
kb
gb d
34. BPA 6. Gün ışığı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -34-
• Gün ışığının görsel konfor,
iç mekan planlaması,
yapay ışık yükleri ve
güneş kırıcılar üzerindeki
etkisini anlamak
• Binaya gün ışığı ile doğal
ışık sağlama tekniklerini
incelemek
• Işık miktarını ölçmek ve iyi
aydınlatma üzerinde etkisi
olan faktörleri anlamak
• Eylemlere göre kullanıcılar
tarafından ihtiyaç duyulan
ışık miktarını belirlemek ve
destekleyici yapay ışık
kullanımını anlamak
Illuminance render : Gün ışığı ve yapay ışıklarla
Eşit dağıtılmış
pencerelerle
sınıf ortamı
zemininde
illuminance
değerleri
Yandan ışık alma
Işık kırıcılar
35. BPA 6. Gün ışığı analizi
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -35-
Uygulama Çıktıları (REVIT):
• AYDINLATMA ÇIKTILARINDAN MEKANSAL İŞLEV
VE DESTEKLEYİCİ YAPAY AYDINLATMA
GEREKSİNİMLERİNİ SORGULAMAK
3-Illuminance alt
seçeneklerinden
Yer/zaman ve
Gökyüzü aydınlık
seviyesini yansıtacak
uygun bir ayar
işaretlenir.
1-3B penceresinde o anlık
veya önceden kaydedilen
bir görüntü açılır.
2-İşlem Bulut üzerinden
gerçekleşecektir. Render
işleminin çıktı tipi (output
type) olarak illuminance
(aydınlatma) işaretlenir.
4-Render
sonucu
oluşacak
resmin boyutu
(Image Size)
Render in
Cloud
penceresinde
ayarlanır.
5-Bakış açısının ayarlanması için kat planında herhangi bir
yere düşey bakacak şekilde kamera yerleştirilir. Kırpma
(crop) noktaları ayarlanarak gün ışığı analiz yapılacak alan
tam olarak tanımlanır.
6-Render ayarlarından ışık kaynağı olarak Sadece Dış
Güneş (Exterior Sun Only) seçilip, render yapılır.
36. • E-posta
sayisalmimar@gmail.com
• URL:
www.sayisalmimar.com
• Facebook:
facebook/sayisalmimar
• Twitter:
@sofluoglu(art-tech-ture)
• Linkedin:
tr.linkedin.com/in/sayisalmimar
Teşekkürler…
AUTODESK YAPI TASARIMI ATÖLYESİ 5 - PROF. DR. SALIH OFLUOĞLU -36-
İletişim bilgileri:
Mimar Sinan Güz. San. Üniversitesi
Enformatik Bölümü
Bomonti Kampüsü
Silahşör cad. No:89
Şişli-İstanbul
Editor's Notes
Sunum konusu BIM ve performansa dayalı tasarım
BIM konusunda yaklaşık 10 yıldır çalışmalar sürdürüyorum.
Yazılım kullanıcısı, öğretmen, yazılım lokalizayonunda görevli, kitap yazarı ve araştırmacı olarak çalışıyorum.
Performatif tasarım veya Performansa dayalı tasarım, geçen bahar yarıyılında vermeye başladığım bir yüksek lisans dersi ile daha fazla içine girmeye başladığım bir alan oldu. Bu geniş alanda kendi kısıtlı tecrübelerimi aktarmak için buradayım.
Bilgi teknolojilerinin tasarım, sanat ve mimarlıkta kullanımı ile ilgili lisansüstü disiplinler arası çalışmalar yürütür:
3B SANAL BİNA VE GÖRSELLEŞTİRME
Binanın gerçek koşullarda 3B sanal bir kopyasını meydana getirir. Görselleştirme ve sunum, bu modelin kullanım amaçlarından birisidir.
SİMÜLASYON VE TASARIM
Gerçek çevresel verilerle bina performansının önceden hesaplanmasına ve dolayısıyla daha sürdürülebilir tasarımlar oluşturulmasına imkan verir
PROJELENDİRME VE İŞBİRLİĞİ
Paydaşlar ortak formatta veri değişebilir ve birlikte çalışılabilirler. Tüm proje bileşenleri 3B modelde tümleşik olduğundan proje revizyonları kolay, hızlı ve tutarlıdır.
YAPIM YÖNETİM
Paydaşlardan gelen modeller birleştirilerek yapım öncesi çakışmalar tespit edilerek düzeltilir; yapım aşamalarının tüm girdilerini göz önüne alan çok boyutlu animasyon modeller üretilebilir.
BİNA YAŞAM DÖNGÜSÜ DESTEĞİ
BIM modeli binanın tüm yaşam döngüsü (planlama, tasarım, projelendirilme, yapım ve işletim evreleri) boyunca kullanılabilir.
BIM veri standardında nesne olacak elemanların tanımı ve birbiriyle olan ilişkisi için önemli bir çaba sarfedeilmiştir.
U ve R gibi ısı iletkenliği
Akustik değerleri
3B SANAL BİNA VE GÖRSELLEŞTİRME
Binanın gerçek koşullarda 3B sanal bir kopyasını meydana getirir. Görselleştirme ve sunum, bu modelin kullanım amaçlarından birisidir.
SİMÜLASYON VE TASARIM
Gerçek çevresel verilerle bina performansının önceden hesaplanmasına ve dolayısıyla daha sürdürülebilir tasarımlar oluşturulmasına imkan verir
PROJELENDİRME VE İŞBİRLİĞİ
Paydaşlar ortak formatta veri değişebilir ve birlikte çalışılabilirler. Tüm proje bileşenleri 3B modelde tümleşik olduğundan proje revizyonları kolay, hızlı ve tutarlıdır.
YAPIM YÖNETİM
Paydaşlardan gelen modeller birleştirilerek yapım öncesi çakışmalar tespit edilerek düzeltilir; yapım aşamalarının tüm girdilerini göz önüne alan çok boyutlu animasyon modeller üretilebilir.
BİNA YAŞAM DÖNGÜSÜ DESTEĞİ
BIM modeli binanın tüm yaşam döngüsü (planlama, tasarım, projelendirilme, yapım ve işletim evreleri) boyunca kullanılabilir.
Tüm ekip tüm modelleri 3B’de farklı proje elemanlarını koordine etmek için bir toplu tasarım modelinde birleştirebilir.
Bir inşaat mühendisi statik modeli oluşturur
Mimar bina geometrik modelini tanımlayan bir model oluşturur
Bir makine mühendisi boru tesisatı ve HVAC kanallarını tanımlayan bir disiplin tasarım modelini yaratabilir
Üreticiler ve müteahhitler bina için özel montajlar yapmak için üretim (fabrication) modeli oluşturabilirler.
Yapım öncesi bina performansı analizleri binanın önemli maliyet kalemi olan işletim giderlerinin azaltılmasına imkan verir.
Energy use intensity EIU
Isı yoğunluğu birimi m2 başına megajul
Tasarım ölçekleri: tasarım süresince büyük ve küçük kararlar verirsiniz. Genellikle kararlar büyük ölçekten (genel bina biçimi) daha küçük ölçeğe (güneş kırıcı için bileşenler ve malzemeler) şeklindedir. Ancak bazıları tam tersini de yapabilir. Önemli olan iyi tasarım stratejileriyle desteklenen kararlar almak ve başta kabullerini ve kararlanrınızı tasarımınızı optimize etmek daha sonra yeniden değerlendirmeye açık olmaktır.
Detay seviyesi: Her projede tasarım süreci farklıda olsa tasarım ekibi daima karar vermeyi sürdürür ve proje ilerledikçe bilgi edinir. BIM bu kararları desteklemeli ve bilgiyi kaydetmelidir. Model sonuca doğru geldiğinde daha zengin ve detaylı hale gelir. Bu duruma detay seviyesi veya gelişme sevisyesi (LOD-level of detail) adı verilir.
Mevcut binalarla ilgili sorunlar
Karbon nötr bina – fosil yakıt kullanmayan ve bu yüzden sera gazı salınımı olmayan binalardır. EEnerji ihtiyacını yenilenebilir kaynaklarla karşılar.
Architecture 2030: İklim değişikliğine karşılık ABD’de mimar Edward Maria tarafından kurulmuş olan kar amacı gütmeyen bağımsız bir organizasyondur. Organizasyonun misyonu, mevcut haliyle en önemli seragazı salınımı sorumlularından olan yapı sektörü ve yapılaşmayı, bu durumdan çıkartarak iklim değişikliği ve enerji krizine karşı çözümde merkezi bir konuma getirmektir. Amaçları:
Şehirler, yerleşimler, altyapı ve binalar planlanırken, tasarlanırken ve inşa edilme şeklini değiştirerek yapılaşmadan kaynaklanan fosil kaynaklı enerji tüketimi ve seragazı oluşumunu küresel düzeyde azaltmak
İklim değişikliği etkilerini kontrol eden, doğal kaynakları koruyan ve yenilenebilir ucuz enerji kaynaklarını kullanan, uyumsal, esnek bölgesel bir yapılaşma geliştirmek
Enerji verimliliği: Aynı ürün veya hizmeti (kalite ve konfor şartlarından taviz vermeden) daha az enerji ile elde etmek,
Aynı birim enerji ile daha fazla ürün veya hizmet elde etmek, Bu başarılırken konforun bozulmaması beklenir.
Binalarda enerjinin büyük bölümü ısınma amaçlı olarak tüketilmekte olduğundan, ısı yalıtımı uygulamaları binalarda enerjinin verimli kullanılması konusunda büyük öneme sahiptir. Türkiye nüfusunun %43,3’ünün oturduğu konutta yalıtım eksikliğinden dolayı ısınma sorunu yaşanması, binalarda ısı yalıtımıyla elde edilebilecek tasarruf potansiyeli hakkında fikir vermektedir.73 Binalarda enerji kimlik belgesi uygulamasının uzun vadede yaygınlaşmasının, binalardaki enerji tasarrufu potansiyeli konusunda daha net bilgi sağlaması beklenmektedir.
Türkiye İstatistik Kurumu, 2010 Yılı Gelir ve Yaşam Koşulları Araştırması, 19.12.2011 -- AB 2002/91/EC Çerçeve Direktifi + 5627 sayılı Enerji Verimliliği Kanunu=Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği (5.12.2008)
BEP Yönetmeliği’nin hayatımıza getirdiği en somut yenilik binalarda “Enerji Kimlik Belgesi” (EKB) uygulamasıdır. Bu belgeye sahip olan binanın enerji ihtiyacı; yalıtım özellikleri, ısıtma / soğutma / aydınlatma sistemlerinin verimliliği vb. ölçütlerle enerji tüketimi sınıflandırılmasının niteliği saptanmaktadır. Ülkemizde uygulanmakta olan beyaz eşyaların enerji sınıflandırılması gibi binalarda da benzeri uygulamaya geçilmiştir. Enerji kimlik belgesi uygulaması yeni binalar için 01.01.2011 tarihinde başlamış, Yönetmeliğin yayımlanmasından önce yapı ruhsatı alınmış “mevcut binalar” için Enerji Verimliliği Kanunu’nun yayımlandığı yıldan 10 yıl sonrasına (2017’ye) kadar süre verilmiştir. Yeni binalar için asgari “C Sınıfı” belge alabilme koşullarına sahip olmak zorunlu olup, mevcut binalar için böyle bir zorunluluk bulunmamaktadır. Mevcut binalar için sahip oldukları enerji tüketim sınıfına göre farklı yaptırımlar geleceği, alım/satım, emlak vergisi vb. işlemlerde bir takım cezai uygulamalara maruz kalacakları öngörülmektedir. BEP Yönetmeliği uyarınca alınması zorunlu olan enerji kimlik belgesi, sadece “Enerji Kimlik Belgesi Uzmanı” olan elektrik, inşaat, makine mühendisleri ve mimarlar tarafından düzenlenebilmektedir. Enerji kimlik belgesi uzmanı olabilmek için, ilgili Bakanlık tarafından yetkilendirilmiş eğitici kurumlardan enerji kimlik belgesi uzmanı eğitimi alınması zorunludur.
Enerji kimlik belgesi düzenlemek için internet tabanlı BEP-TR yazılımı kullanılmaktadır. Yazılımdaki teknik hatalar ve olası sunucu kapasitesi eksikliği nedeniyle var olan yazılıma erişim sorunu, uygulamanın başladığı Ocak 2011’den bugüne dek giderilememiştir. Ayrıca, BEP-TR’nin veri alma yönteminden kaynaklanan kullanım sorunları sürmektedir.
Yazılımın yapısı, kullanıcıyı bina verisini basitleştirerek girmeye zorlamaktadır. Örneğin, bir kat planı girilirken, önceden tanımlanmış sınırlı sayıda şablon arasından uygun olanın seçilmesi gerekmekte, kullanıcının girmek istediği kat dikdörtgen, L, U gibi basit geometrik şekillerde değilse, seçenekler arasından hangisine daha yakınsa o şekilde girilmesi önerilmektedir. Veri girişi sırasında bina hakkındaki bilgiyi “basitleştirme” gerekliliği yazılımın genelinde bulunmaktadır. Bu durum veri girişini yoruma açık hale getirdiğinden, düzenlenen enerji kimlik belgesinde yer alan
değerlerin binanın enerji performansını doğru olarak yansıtmasını güçleştirmektedir. BEP-TR’de enerji kimlik belgesi düzenlenecek olan binanın mimari özelliklerini tanımlamak çok uzun sürmekte, buna karşılık binanın enerji performansında büyük önem sahibi olan mekanik sistemler (ısıtma, soğutma, havalandırma vb) hakkında sınırlı bilgi girilebilmektedir.
Konuyla ilgilenen herkesin işaret ettiği yazılım sorunlarının çözülmesi amacıyla çalışmaların yürütülmekte olduğu Çevre ve Şehircilik Bakanlığı yetkilileri tarafından dile getirilmektedir. Bu kapsamda, yerli veya yabancı firmalar tarafından aynı amaca yönelik olarak geliştirilmiş/geliştirilecek olan, proje çizimlerini girdi olarak alabilen ticari yazılımların TÜBİTAK desteğiyle test edildikten sonra EKB düzenlenmesinin veri girişi aşamasında kullanılması planlanmaktadır. Veri girişi sonrası ticari yazılımların üreteceği standart formata sahip dosyaların hesaplama amacıyla BEPTR’ye gönderilerek EKB’lerin düzenlenmesi öngörülmektedir. Bunun yanı sıra BEP-TR’nin geliştirilerek veri girişi amacıyla kullanılmasının da süreceği dile getirilmektedir.
Temel Değerlendirme Kriterleri: Bina yer ve iklim verileri - Bina geometrisi - Bina kabuğu -Bina içi aydınlatma - Yenilenebilir enerji - Mekanik sistemler (Isıtma, Soğutma, Havalandırma, Sıcak su)
Sıfır enerji binası Bina tarafından yıllık olarak kullanılan toplam enerji bina alanında yaratılan yenilenilebilir enerji miktarına eşittir. Diğer bir deyişle bu binalar enerji ihtiyacının tümünü kendi ortamından/alanından elde ederler. Bu binalar yine de çoğu kez sera gazı üretirler çünkü bulutlu havalarda, gece veya kısa kış günlerinde geleneksel güç kaynağı kullanırlar. Net sıfır enerji bu yeşil binanın altın standardıdır. Ulaşılması çok zordur. Ancak yine de bunun için çabalamak iyi bir tasarım amacı olabilir.
Yüksek performans bina düşük enerji kullanımına sahip, düşük enerji maliyetli, düşük kaynak girdili, az atık üreten, yüksek seviyede oturan konforu sunan yapılardır.
1- Yaşayan konforu: Bina işlevine göre sağlıklı, rahat ve güvenli olmalıdır. BPA’nın ana çalışma alanı budur.
2-Kaynak kullanımı: Sürdürülebilir malzeme kullanımı, pasif iklimlendirme olanaklarından faydalanmak, enerji tasarrufu sağlamak, yenilenebilir enerji kaynakları kullanmak, su tasarrufu, kazanımı ve geri dönüşümü sağlamak
Pasif iklimlendirme ağırlıklı ve verim ve mutluluk sağlayan seçenekler
1- Yaşayan konforu: Bina işlevine göre sağlıklı, rahat ve güvenli olmalıdır.
Isısal konfor: Kişinin ortamda sıcak ve soğuk hissetmemesidir. Konfor genellikle kişilerin mevcut duruma göre memnuniyetine göre ölçülür. Kişisel mutluluk ve verim açısından önemlidir. Isı, nem, hava akımı ve ışınsal (radiant) kaynakları doğru seviyede tutmak gerekir. Hava akımı ve ışınsal ısı tasarımda göz ardı edilir. Konfor, güneş ısısı, rüzgar veya tavan vantilatörleri ile soğutma ve çevreleyen ortamın yüzeyinin yalıtımıyla doğru sıcaklıkta tutularak sağlanır. Kazanlar, vantilatörler ve eşanjör (heat exchanger) ısı ve nemi ayarlar.
Görsel konfor: Kişilerin eylemleri için yeterli ışığa sahip olması, ışığın yeterli kalite ve miktarda olması ve kişilerin iyi görüşe sahip olmalarıdır. Kişisel mutluluk ve verim açısından önemlidir. Doğal ışık elektrik ışığından daha iyidir ve iyi hissettirir. İyi ışık iyi dağıtılmış, çok kısık ve güçlü olmayan ve az enerji kullanandır. Işık bir yüzeye düşen ışık miktarı (illuminance-aydınlık), veya yüzeyden yansıyan ışıkla (luminance-parlama) ile ölçülür. Bu ölçüler objektif oltir. Ancak kişilerin ışıkla ilgili hissettikleri subjektiftir. Günışığı tasarım stratejileri yüksek pencere, ışık rafları ve doğru yerleştirilen tavan pencereleri ile gün ışığının mekana yayımını sağlama üzerinedir. Suni ışıklar kullanmak gerektiğinde günışığı dimming (karartma) kontrollü, etkili armatürlü ve iyi ışık tasarımına sahip etkin floreasn veya LED ile enerji kullanımı azaltılabilir. İyi kontroller doğal ve yapay ışık dengesini otomatik sağlar.
Hava kalitesi: Isısal konfor için doğru ısı ve neme sahip havaya ilave olarak, havanın temiz, taze ve mekan içinde etkin sirkülasyonu önemlidir.
Malzeme kullanımı: sürdürülebilir malzeme kullanmak, daha az malzeme kullanmak, doğru inşaatlarda malzeme kullanmak binanın yapımı ve yaşam süresinde yaptığı çevresel etkiyi azaltır. Malzeme elde edinimi ve üretiminde dolayı çevresel etki oluşturur ve binanın ısısal, görsel ve akustik performansını önemli miktarda etkiler. Malzeme seçimi bina maliyetini de önemli miktarda etkiler. Malzemeler bina oturanlarının fiziksel mekanını yarattıkları için ayrıca önemlidir. Toksik veya uçucu organik bileşikler sağlığı etkiler. Doğru malzeme seçimi ise pozitif duygusal ve sağlık etkilerine sahiptir. Ölçümbirimi: Gömülü enerji veya karbon bir malzemenin elde edim, işleme, üretim ve dağıtım ile ilgili çevresel etkisini ölçmek için kullanılabilir. Ancak uygulamaya bağlı olarak binanın toplam yaşamı boyunca ısısal ve strüktürel özellikler gibi diğer faktörler çok daha önemli olabilir. Örneğin, bina kabuğunda kullanılan daha iyi ısısal malzeme özellikleri enerji kullanımını geliştirir (ve Enerji kullanım şiddeti ile ölçülür örneğin). Malzemenin ömrü diğer önemli bir faktördür. Tasarım stratejileri: Malzeme seçimi birçok artı eksisi olan bir süreçtir. Etkin stratejiler amaç ve duruma göre değişir. Varolan malzemeleri, yerel kaynak malzemeleri tekrara kullanmak ve geri dönüşen/geri dönüşebilen malzemeleri kullanmak genellikle tercih edilmelidir.
Enerji sistemleri: Bina için enerji üreten, kullanan, dönüştüren ve depolayan sistemlerdir. Yüksek performans binalarında bu sistemler etkin olmalıdır. Isısal ve görsel konfor çeşitli formda enerji gerektirir. Enerji üretimi ve kulanımı sera gazı salınımı ve küresel ısınmanın ana sebebidir. Binalarda enerji kullanımı binın ömrü boyunca en önemli maliyetlerinden birisidir. Ölçümbirimi: Enerji etkin demek doğru teknolojileri ve bina sistemleri için doğru tasarım stratejilerini seçmektir. Bu miktar her birim alan için (per unit area) yılda kiloway saat değeridir (Energy User Intensity veya EUI). Enerji etkinlik seçilen sistem ve teknolojilerden en iyisini elde etmektir Bu cihaz performansının katsayısı ile ölçülür (coefficient). Tasarım stratejileri: Enerji sistem tasarımı tüm sistem olarak bakılmalıdır. Konum, ihtiyaçlar ve mevcut kaynaklara bağlı olarak enerji, bulunan yerde/arsada fotovolatik ve rüzgar, elektrik şebekesi veya doğal gaz ile elde edilebilir. Mimarın işi enerji talebini (tasarımları binanın çalışma biçimi üzerinde ihtiyaçları ve kısıtlamaları getirir) e mühendis bu enerji için arzı tanımlar.
Su kullanımı: Binada su içme, temizlenme ve sanitasyon amaçlı kullanılır. Bina dışında ise peyzaj ve atıksu için kullanılır. Sürdürülebilir bina arazisinde su akışı/toplama (runoff) kontrol edilmelidir. İnsan hayatı ve ekosistemi dengede tutmak için de vazgeçilmezdir. Ölçümbirimi: Su miktar ve kalitesi ile değerlendirilir. Musluk gibi armatürlerde akış miktarı ve sarnıç ile depoların (tank) depolama kapasitesi, miktarı ölçmek için farklı yollardır. Su kalitesi farklı yöntemlerle ölçülebilir ve farklı kullanımları için farkloı su kalitesine ihtiyaç bulunur . Suyun içilebilir olup olmaması nasıl kullanılacığını belirler. pH, çözülmüş organik bileşenler, askıdaki katı maddeler, bulanıklığı kaliteyi belirlemeyi sağlar.
Tasarım stratejileri: Su konusunda etkinlik, doğru amaç doğru su kullanma, suyu tekrar kullanabilme, yüksek etkinlikteki armatürlerle kullanımı ekonomikleştirmedir. Yağmur suyunu toplama mükemmel bir su kaynağı olabilir. İçilebilir, yıkama suyu (greywater) ve pis suyu ayıran sıhhi tesisat sistemleri suyu son damlasına kadar kullanır. Su arazide ileri septik sistemlerle arıtılabilir.
Kavramsal tasarım evresi ile sınırlı ve deneysel yüksek lisans dersi bir çalışmaydı.
Üzerinde birazdan durulacağı gibi müfredat ve örnek çalışmalar büyük oranda Autodesk’in Sürdürülebilir Bina Performans Analizi konusundaki hazırladığı sertifika programından alındı.
Performatif tasarım ilkeleri anlatıldı ve bu çerçevede
kavramsal tasarım sırasında, bina ve vaziyet planında, fiziksel çevre (güneş ışınımı, gün ışığı, enerji ve rüzgar/hava akımı) ve sürdürülebilirlikle ilgili kararlar, BIM ortamında, gerçek zamanlı test edildi ve tasarımı geliştirmek için kullanıldı.
Ders iki haftada bir dört saatten meydana gelmekteydi. Bazı konularda temel enerji yükleri, güneş gölge çalışması ve ışınım gibi daha detaylı çalışma fırsatı bulurken,
Daha deneysel girdi veren rüzgar/hava akımı analizi ve Revit bilgisi gerektiren gün ışığı konuları kısmen anlatıldı.
Derste öğrencilerden seçtikleri 10,000 m2 arsada, istedikleri bir bina tipolojisinde kavramsal tasarım düzeyinde bir bina kütlesi geliştirmeleri istendi. Bu tasarıma hafta hafta ilgili başlıklarda analizler yaparak tasarım kararlarını sorgulamaları istendi. Dönem sonunda tasarıma farklı bir açıda bakma imkanı sağlamayı hedefledik.
Dersin hem uygulama hem de kuramsal yapıda olması, sınırlı zamanı ve yüklü müfredatı bazı hedeflere ulaşmasını engelledi. Tasarımlar için geri dönüş alıp tekrar geliştirme mümkün olmadı. Çalışma analizleri yapıp sonraki diğer analizlerle devam etme şeklinde oldu. Önüzmüdeki dönemlerde bunu aşmayı planlıyoruz.
EK: Bu ders, yapı performansına dayalı tasarımın temel prensiplerini analiz alanları ve temel değerlendirme kriterleri bağlamında anlatacaktır. YBM yazılımları ve performans analizi yapan simülasyon yazılımlarının ilişkisi uygulamalı olarak gösterilecek. Küçük ölçekli bir yapı veya mekansal ölçekte, seçilen bir ya da birkaç performans kriterine göre yapı performansı ve tasarım arasındaki ilişkinin simülasyon ortamında test edilmesi ve tasarımın geliştirilmesi öğrenci örnekleriyle incelenecektir.
Green Building Studio gereksinimi – Öğrenci olarak ücretsiz hesap yapılabilmekte, profesyöneller için abonelikle birlikte gelen bir saat sınırlaması mevcuttur.
Bitirilmesi 25-30 saat süren 7 kurstan meydana gelmektedir. Bitirildiğinde cv, linkedin veya portfolyoya yerleştirilebilecek bir PDF sertifika (çıktı yok) ve dijital rozet (badge) alınmaya hak kazanılır.
Hedefleri ve ölçütleri bilmek: Analiz sürecinin ilk adımı ne öğrenmek istediğiniz tasarımın hangi yönünün optimize etmek istediğinizle ilgili açık bir resim yaratmanızdır. Bu hangi araçları kullanmanız ve analiz sonuçlarında ne aramanız gerektiğine yardımcı olur. Bu bile çok zaman kazandırır.
Simülasyon ve analizler için araçlar kullanmak: Hedef ve ölçütlerini bildiğinizde simülasyon ve analizler yapmaya başlayabilirsiniz. Simülasyonları çalıştırmadan önce sonuçların ne olacağı hakkında kağıt üstünda taslak bir çalışma yapmalısınız. Simülasyon sonuçların çok sapmışsa, bir şeyler yanlış emektir. İlk şey yazılımda fiziksel gerçekliğe olabildiğince yaklaşan (simülasyonun kesinliği için) bir model yaratmaktır. Ne çözeceğinizle ilgili fikre başladıktan sonra bunu yapmak için hazırlanmalısınız. Ardından modelinize dayalı bina performansının simülasyon yaparsınız. Simülasyon motorları bina enerji kullanımı, aydınlık seviyesi ve hava akımı gibi sonuçlara dayanan sayısal sonuçlar üreten büyük hesap makineleridir. Temelde simülasyon sonuçları sadece sayısal değerlerdir (watts, footcandle-aydınlatma birimi, sıcaklık). Bu sonuçlardan anlam çıkarmak ve kararlar almak için bunları chartlar, grafikler, modelinize yerleşen renkli karolajlarla görselleştirmek gerekir. En etkili görselleştirme yöntemi neyi simüle ettiğiniz, hangi kararı vermeye çalıştığınız ve ne hikayesi anlattığınıza göre değişir. Bazen görselleştirme araçları yazılımın parçasıdır ve bazen istediğiniz formatta sonuçları almak için biraz ilave çaba harcarsınız.
Tasarım optimizasyon kararları: Simülasyon sonuçları onları analiz ettiğinizde ve tasarımınızı geliştirmek için kullandığınızda anlamlı olur. Bu, sonuçlarınızı diğer tasarım seçenekleri, endüstri referanslarıyle, en iyi uygulamalarla ve belentide olduğunuz sonuçlarla kıyaslamaktır. Sonuçlardaki düzenlere (patterns) ve anormalliklere dikkat kabartmalı, tasarım parametrelerinin duyarlılığını belirlemeli ve sistemlerin farklı parçalarının rolünü anlamalısınız. Analiziniz tasarımınızın performan ve maliyetini etkileyen değişkenleri anlam ve geliştirmeye odaklanmalıdır. Araçlar sadece bilgi sunarlar – bunu yorumlayacak ve uygun kararlar alacak sizsiniz. Bu süreci takip ederek biliçli tasarım kararı alabilmek için hazılanırsınız. Tasarımınızın performansını arttırmak için şeklini ve konfigürasyonunu değiştirmeyi seçebilirsiniz. Veya sonuçların tasarımınızı doğruladığına karar verebilirisniz. BIM emin şekilde ilerlemek için değişiklik yapmak tasarım seçeneklerini hızlıca kıyaslamanızı sağlar.
VASARI:
Vasari, Revit yazılımının sadece geometrik modelleme ile ilgili kısmı olan conceptual mass (kavramsal kütle) komutlarını içeren, ilave performans analizi araçlarıyla bina performans analizinin yapılması ve analiz sonuçlarının bina kavramsal tasarım evresinde kullanılmasını sağlayan bir yazılımdır. Yazılım Beta aşamasındadır ve bu notlar yazılımın Beta 3 versiyonunu kapsar. Yazılım, http://autodeskvasari.com adresinden ücretsiz kayıt olunarak indirilebilir.
İklim bina tasarımı için en önemli çevresel faktördür. YPB’de arsanın spesifik iklim koşulları göz önüne alınır; iklime göre bina için hangi pasif tasarım stratejileri seçileceği belirlenir.
İklim arsanın enlem, boylam ve eğim bilgilerine bağlıdır. İklim iç mekan sıcaklığı, insan ısı konforu ve bina enerji yüklerine önemli etkide bulunur. İklim ve hava durumu aynı değildir. İklim uzun bir dönem boyunca kaydedilen atmosferik hareketleri içerir. Hava durumu günlük sıcaklık ve hava durumu değişiklikleridir.
Mikro iklim kısıtlı bir alanda bir iklim zonundaki değişken topoğrafya, su, bitki örtüsü ve çevre binalardan kaynaklanan iklimsel farklılıktır.
Yaşayan kişinin ısısal konforu çok değişkendir. Hava sıcaklığı, nem, güneş ışınımı sıcaklığı, hava akımları, mekansal eylem durumu ve üstüne giyilenlere bağlı değişir.
İklim bina tasarımı için en önemli çevresel faktördür. YPB’de arsanın spesifik iklim koşulları göz önüne alınır; iklime göre bina için hangi pasif tasarım stratejileri seçileceği belirlenir.
İklim arsanın enlem, boylam ve eğim bilgilerine bağlıdır. İklim iç mekan sıcaklığı, insan ısı konforu ve bina enerji yüklerine önemli etkide bulunur. İklim ve hava durumu aynı değildir. İklim uzun bir dönem boyunca kaydedilen atmosferik hareketleri içerir. Hava durumu günlük sıcaklık ve hava durumu değişiklikleridir.
Mikro iklim kısıtlı bir alanda bir iklim zonundaki değişken topoğrafya, su, bitki örtüsü ve çevre binalardan kaynaklanan iklimsel farklılıktır.
Yaşayan kişinin ısısal konforu çok değişkendir. Hava sıcaklığı, nem, güneş ışınımı sıcaklığı, hava akımları, mekansal eylem durumu ve üstüne giyilenlere bağlı değişir.
Google Earth ve Vasari ilişkisi – Trimble alımından sonra
Isı hareketi: Ortamlar arasındaki sıcaklık farkı olduğunda ısı sıcaktan soğuğa geçer. Nem de yoğun alanlardan daha az yoğun alanlara geçer.
Binalarda ısı iletkenliği veya geçişi (conduction) kabuğu meydana getiren elemanların temas ettiği yüzeylerde olur.
Taşınım (convection), rüzgar ve basınç farklılıkların dayalı hava hareketleriyle gerçekleşir.
Işınım (radiation) güneş ışınlarının bina içine ulaşarak meydana getirdiği sıcaklıkla kendini gösterir.
Malzemelerin ısısal özellikleri
U-Faktörü: Yapı elemanın genel ısı iletkenliğidir. Düşük olması, malzemenin daha az iletken olduğunu gösterir. Bodrum duvarlarda kullanılmaz örneğin.
Birimi kw/saat m2 O R-faktörü(thermal resisitance –R) Isısal dirençtir. Herhangi bir malzemenin yalıtım amaçlı ne kadar etkin olduğunu gösterir. Yüksek olması malzemenin iyi yalıtım performansı verdiğini gösterir. Birimi kw/saat m2 oC Ölçütlerin kullanımı -- Bina kabuğu: U-faktörü / Cam yüzeyler: U-faktörü / Duvarlar: R faktörü
DIŞ-İÇ YÜKLER
Dış yükler, dış çevresel etkenlere bağlı olarak bina kabuğu vasıtasıyla ısı alıp, kaybedilmesidir.
İç yükler, bina kullanıcılarının sayısı, aydınlatma ve bilgisayar gibi ekipmanlardan kaynaklanan yüklerdir. Soğutma ihtiyacını arttırır. Çok kullanıcılı ve fiziksel eyleme dayalı mekanlarda üretilen ısı yüksek olur.
MEKAN-BİNA İHTİYAÇLARI
Mekanların kullanım amaçlarıyla, boyutlarıyla, ekipmanları ve kullanıcı sayısıyla ilgilidir. Farklı programlar ve işletim saatleri farklı enerji ihtiyaçları oluşturur
Ticari binalarda bina eylemine göre enerji ihtiyacı yandadır. Değerler kBTU/ft2/yr cinsindendir. 1 kwh=~3kBTU
Akıllı bina kullanımı ile binanın ısıtma/soğutma ihtiyacı azaltılabilir. Örn. İş ve eğitim saatlerinin iklime göre düzenlenmesi
Binanın ısısal yüklerini ve kullanım nedenini anlayarak binayı pasif ısıtma, soğutma ve havalandırma, aydınlatma için güneş ve rüzgardan faydalanabilir ve etkin boyutlandırılmış HVAC tasarımı yapılabilir.
İyi planlamayla bu doğal kaynaklardan arsada dahi enerji üretmek de mümkün olabilir.
NOT: Analizin yapılması için Green Building Studio hesabına ihtiyaç vardır.
Yükler, sıcaklığı belirli ayar noktasında (setpoint) tutmak için bina için gerekli enerji miktarıdır.
(İç) ısı kazanımları, kabuk ve havalandırma yollu kayıplardan yüksekse net soğutma yükü oluşturur (bina sıcaktır)(Dış) ısısal kayıplar iç ısısal kazanımlardan yüksekse net ısıtma yükü oluşturur (bina soğuktur)
BPA yazılımları, bu enerji ihtiyacını nedenleriyle sınıflayarak ısıtma ve soğutma yüklerini sunar.
Vasari çizelgesi nerede enerji kazanımının veya kaybının olduğunu gösterir. Isıtma ve soğutma ayrı çizelgelerdedir
Farklı mevsimlerin incelenmesi:Kış çalışmaları: Pasif olarak binayı ısıtmak için güneşin etkisini arttırmakYaz çalışmaları: Pasif olarak binayı soğutmak için güneşin etkisini azaltmak
Günün önemli zamanları:
Sabah: Alçakta olan güneşin ısısını kazanma ve kamaşmayı önleme
Öğle: Gün ortası yüksek güneş ısısından oluşacak aşırı ısınma ve soğutma yükünü azaltmak, farklı yerler ısıyı kazanma ve enerji üretme
Öğleden sonra: Aşırı ısınma ve kamaşmadan kaçınma
Işık hakkı ve güneş kabuğu: Işık hakkı ve güneş erişimi yoğun şehir dokusunda önemlidir. Güneş erişimini korumak için imar yükümleri olabilir. Bina çok sık ve yüksekse güneşe erişim ve güneş ışınımı çok sınırlı kalabilir. Ecotect ışık hakkını hesaplayabilir ve İngiltere’de “düşey gökyüzü bileşeni” kılavuzlarına göre analize yardımcı olur (sun, wind and light, brown and mark dekay’in kitabı) Güneş kabuğu bina çevresinde yapının çevreye gölge bırakmayacağı hayali sınırlar tanımıdır.
Görsel konfor için kütle:
Doğu-batı ekseni binanın uzun yönü için tercih edilir. Ancak kamaşma için önlem alınmalıdır.
Daha iyi ışık alımı için ince uzun bina tasarımı tercih edilir.
Büyük ve geniş yapılarda ise boşluklar sağlayarak gün ışığı arttırılır.
PV enerjisi: Güneşten gelen ısı veya PV tarafından üretilen elektriktir. Miktarı atmosfer koşullarından ve güneş ışığının yüzeye çarpan açısından etkilenir. Gelen (anlık) güneş ışınımı alan başına düşen enerji miktarıdır ve W/m2 veya BTU/hr/ft2 cinsinden ölçülür. Günlük veya yıllık hesaplanabilir. Işınım bilgisi hava dosyalarında bulunur.
Lokasyon verip rüzgar verilerini bölgeyle eşlenir; Bu şekilde üretilen animasyon rüzgarı hareket olarak gösteriyor, ancak sayısal veri analizi gerekirse yetersiz kalabilir. Önümüdeki dönem Sayısal bir veri üretmen gerekirse Revit ile çalışan daha üst seviyede bir başka eklenti yazılma ihtiyacın olabilir. Örnek: Flow Design. Daha ayrıntılı bilgi için aşağıdaki sayfaları incelemeni tavsiye ederim:
Çarpan rüzgarın bina yüzeylerinde oluşturduğu etkiyi sayısal değerlerle bulmak