II. İLERİ TEKNOLOJİLER ÇALIŞTAYI (İTÇ 2011) - Bilgesam

348
Yapılarda Aktif Sistemlerle Rüzgar Enerjisi Kullanımı
Dünya yüzeyinin %27'sinde rüzgârdan elektrik elde etmek mümkündür. 2040 yılında
tüm dünyanın, enerjinin %40'ını rüzgârdan elde etmesi öngörülmektedir. Ülkemizde
ekonomik rüzgâr potansiyeli yıllık 10.000 MW olarak hesaplanmıştır[9].
Aktif rüzgâr enerjisi kullanım sistemleri rüzgâr tribünleridir. Binalarda orta ve küçük
ölçekli rüzgâr tribünleri kullanılmaktadır. Bu tribünler bahçede uygun bir noktaya
konulabildiği gibi çatılara konulabilmektedir. Çok katlı yüksek yapılarda ise
yapıya entegre rüzgar tribünlerinin kullanım örnekleri vardır.
Yapılarda Güneş Enerjisi Kullanımı
Güneş, sınırsız ışık ve ısı enerjisi kaynağıdır. Yapılarda güneş enerjisi kullanmaya
yönelik tasarımlarda ana prensip olarak, ısısal enerjisinin iletim (kondüksiyon),
taşınım (konveksiyon) ve ışınım (radyasyon) yoluyla akışı kullanılmaktadır. Bu
doğal süreçler yapının ısınmasına ve soğutulmasına yardım eden bir yapı tasarımı
aracılığıyla yönetilmektedir. Yapı yüzeyine gelen güneş ışınları yapı malzemesi
tarafından yansıtılır, geçirilir veya emilir. Ayrıca güneş tarafından üretilen ısı, tasarlanmış
alanlar içinde önceden tahmin edilebilir hava hareketlerine neden olmaktadır.
Güneş ısısının bu temel etkisi, yapının içinde ısınma ve soğutma etkisi sağlayan
malzeme seçimi ve yapı elemanı tasarımına öncülük eder. Bu tasarımlarda uygun
yapı malzeme seçiminde malzemelerin kalınlığı, yoğunluğu (5) (g/cm 3 ), ısı iletim
katsayısı (A) (W/m 2 °K) özgül ısısı (c) (Wh/m 3 °K), yüzeyinin ışığı emme ve yansıtma
katsayısı, yüzeyin düzlüğü veya pürüzlülüğü, boşluk ve doluluğu göz önünde
bulundurulmalıdır. Güneş enerjisinden mimaride tasarımda alınan önlemlerle etken
(aktif) ve edilgen (pasif) olarak yararlanmak olanaklıdır.
Yapılarda Pasif Sistemlerle Güneş Enerjisi Kullanımı
Pasif güneş sistemlerine yönelik tasarım uygulamaları ile güneş enerjisinden kış
ayları boyunca güneş ısı kazançlarını artırma, yaz ayları boyunca soğutma -
havalandırma ve doğal aydınlatma için yararlanılabilir. Güneş enerjisini ısıtma
amaçlı kullanmada temel prensip, yapı kabuğunu oluşturan elemanların bu amaca
yönelik tasarlanarak güneş ışınımından mümkün olduğu kadar çok yararlanmayı
sağlamaktır. Sistemde kullanılan üç temel öğe vardır. Bunlar, toplaçlar (kolektörler),
depolayıcılar ve dağıtıcılardır. Toplaçlar, güneş enerjisini toplamakta ve ısıya
dönüştürmektedir. Depolayıcılar güneş enerjisi olmadığı durumlarda ısıdan yararlanmayı
sağlamaktadır. Dağıtıcıların görevi ise toplaçlar aracılığıyla toplanan enerjiyi
depolama elemanlarına ve gereksinim duyulan mekânlara aktarmaktır. Sıcak
nemli iklimlerde soğutma-havalandırma için güneş enerjisinden yine pasif sistemler
kullanılarak yararlanılabilir. Pasif yapı soğutmasında başlıca strateji doğal havalandırma
sağlamaktır. Isı kazancı sağlama amacıyla düzenlenen ısısal kütle duvar ve
güneş odası düzenlemeleri, farklı şekillerde kullanılarak havalandırma ve soğutma
sağlayabilmektedir. Isısal baca tasarımlarıyla da güneş enerjisinden pasif yöntemle
havalandırma ve soğutma amaçlı yararlanmak mümkün olmaktadır. Isısal bacalar,
yapının güney cephesinde düzenlenmiş ve çatı seviyesinde sona eren dar bir baca