Effect of Atrium on Thermal Comfort

Abstract

Regarding sustainable development and energy consciousness in architectural area, a primary concern of this research is to achieve a thermal comfort environment in atria which lie in a transition between composite and hot-humid climates, hence to improve thermally the internal built environment and promote optimum use of passive atrium performance. The present thesis is based on a quantitative approach and has focused on the thermal performance of an educational atrium building. Coloured building, which is the field study, is a part of the architecture department at Eastern Mediterranean University in Famagusta, North Cyprus. Overheating is the main problem of its existing atrium that has a profound impact on the thermal and energy performance of the building. To support the theoretical framework and discover the gap, brief reviews of similar recent researches done so far are included. In combination with the data gathered, observation, measurements on site, photography, and maps are also collected; data used was validated to create dynamic thermal modelling of the existing atrium building via TAS software so to estimate the comfort zone in terms of thermal conditions. The comparison of Coloured building simulations confirmed that indoor thermal comfort is directly affected by external temperature, internal air circulation, solar radiation, relative humidity, and the height of the atrium building. Consequently, the most suitable atrium form in a hot humid climate, which can provide comfort zone for its occupants, would be the one with a three to five meter height for atrium tower, having proper outlets on the highest part of the atrium tower, and covering atrium roof by solid material instead of transparent ones such as glass. Keywords: Atrium, Thermal Comfort, Building Problem in Hot Humid Climate, TAS Software, Energy Saving

ÖZ: Mimari alanlarda sürdürülebilir gelişim ve enerji bilinci göz önünde bulundurulduğunda, bu araştırmanın yapılmasının temel nedenleri arasında, çeşitli ve sıcak-nemli iklimler arasında yer alan bir atriumda, termal konfor olan bir çevre oluşturarak, içte inşa edilen çevreyi termal olarak geliştirmeyi ve pasif atrium performansını en uygun şekilde kullanmayı amaçlamaktadır. Bu tez nicel bir yaklaşım temelinde ve eğitimsel bir atrium binasının termal performansı konusu üzerine yazılmıştır. Bu çalışmanın araştırma alanı olan Renkli Bina, Kıbrıs’ın Gazimağusa şehrinde bulunan Doğu Akdeniz Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi’nin bir parçasıdır. Binanın termal ve enerji performansı üzerinde önemli bir etkisi olan atrium ile ilgili en büyük problem ise aşırı ısıtmadan kaynaklanmaktadır. Teorik temeli destekleyebilmek amacıyla, benzer konularda yapılan araştırmalar da dahil edilmiştir. Veri toplanmasına ek olarak, gözlem, ölçümler, fotoğraf çekimleri ve haritalar da toplanmıştır; kullanılan veriler atrium binasının dinamik termal modellemesini oluşturabilmek ve termal koşulları açısından rahatlık alanını hesaplayabilmek amacıyla TAS yazılımı kullanılarak doğrulanmıştır. Renkli bina benzeşmelerinin karşılaştırılması sonucunda, dış sıcaklık, iç hava sıcaklığı, güneş radyasyonu, bağıl nem ve atrium binasının boyu gibi etkenlerin, iç termal konforunu doğrudan etkilediği saptanmıştır. Bu sebeplere bağlı olarak, sıcak iklimlerde kullanıcılara rahatlık alanı sunabilecek en uygun atrium biçimi, kulenin yüksek kısımlarında uygun çıkışlara sahip olup tavanı cam gibi saydam maddeler yerine daha katı maddelerle kaplı olan ve bunlara ek olarak kule boyunun 3-5 metre arasında olan atrium biçimi olduğu gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Atrium, Termal Konfor, Sıcak-nemli İklimlerde Bina Problemi, TAS Yazılımı, Enerji TASarrufu