Passive building architecture is regulated differently by the legislation of various
countries as definition in energy standards. The ultimate goal is how to reduce the total
amount of energy usage in buildings. There are several factors that need to be
considered, such as: building envelope, orientation, location, renewable energy usage
and so on. There is no denying that all factors play an important role in this field.
Natural ventilation and its effect on enhancing thermal comfort indoors should be
studied and included in energy codes. Estimating building thermal efficiency does not
consider the close environment effect on indoor thermal conditions. In the route to the
house, the air flow will be disrupted by both natural and manmade elements and these
obstacles will alter fundamental aspects of wind.
This thesis by focusing on manmade close environment and aims to develop a system
for architects, designers, energy consultants and urban planners to enhance the indoor
thermal comfort by taking natural ventilation into account. Reducing the information
gap would be the first step towards incorporating natural ventilation in building as a
powerful building energy consumption reducer tool. Based on supportive advance
computer tools, the dynamic mathematical calculation approach provides the ability to
run digital simulation and analyze various models to realize the changes under
different conditions. For this thesis, the use of Computing Fluid Dynamic (CFD)
simulation software is chosen which is the most suitable way to analyze simulated
conditions. Comparison of simulation results and outcome categorization
demonstrated the response to the value of natural ventilation and the effect of closed
build environments on thermal comfort. Methodological approach for architects
created and guide for developing appropriate methods that will be adaptable around
the globe while the environment selected for this study is hot, but the process will show
the steps as a guidance to adapt other climate conditions and properly locate them in
the process and find a relevant response to any area. Methodological approach
followed to construct a model in which designers can forecast their buildings'
performance according to various scenarios.
ÖZ:
Pasif bina tasarımı, birçok ülkenin enerji standartlarında kapsam olarak farklı şekilde
tanımlanmaktadır. Pasif bina tasarımına ulaşmak için, binalarda toplam enerji
tüketiminin azaltılması hedeflenir. Bu hedefe ulaşılabilmesi için birçok faktörün
dikkate alınması gerekir: bina kabuğu, yönlendirme, konum, yenilenebilir enerjinin
kullanımı vb. gibi faktörlerin önemli bir rol oynadığı inkar edilemez, ve bu konuda
yapılan çalışmalar araştırmacılar tarafından sürdürülmektedir. Doğal havalandırma ve
iç mekan ısıl konforuna olan katkısı bina ile ilgili enerji standartlarında irdelenmeli ve
değerlendirilmelidir. Bina ısıl performansının hesaplanmasında, genelde bina yapılı
yakın çevresinin performansa etkisi ihmal edilmektedir. Hava hareketleri, yapılı ve
doğal çevre etkisiyle özellikleri farklılaşmakta ve bina ısıl performansına etkisi
değişmektedir.
Bu tezde, mimarlar, tasarımcılar, enerji danışmanları ve kentsel tasarımcılar için
binalarda iç mekan ısıl konfor ortamının iyileştirilmesi açısından, doğal
havalandırmanın etkin kullanımını sağlayacak metodolojik bir yaklaşım
geliştirilmiştir. Doğal havalandırma ile binalarda enerji tüketiminin azaltılmasını
amaçlayan çalışmaların ortaya konması tezin ilk adımı oluşturmuştur. Bilgisayar
yazılımları ile, dinamik matematiksel hesaplama yöntemi kullanılarak, farklı
koşulların dijital simülasyonu ve çeşitli modelleri inceleme fırsatı yaratır. Bu
çalışmada, özellikle hava hareketi ve akışkanların davranışlarını incelemek için CFD
(Computing Fluid Dynamic) simülasyon yazılımı kullanılmıştır. Simülasyon
çıktılarının karşılaştırılması ve sınıflandırılması ile elde sonuçların
değerlendirilmesiyle, yapılı çevrenin bina ısıl performansına etkisi ortaya konmuştur.
Oluşturulan metodolojik yaklaşımla, tasarımcıların, farklı senaryolara göre binalarının
performanslarını tahmin edebileceği bir model geliştirilmiştir.
