Rüzgar bacalarının performasına yönelik simülasyon tabanlı bir analiz çalışması

Abstract

Binalar, yaşam döngüleri boyunca çeşitli nedenlerle enerji tüketir ve bu durum, küresel enerji tüketiminin %30- 45 gibi büyük bir oranından inşaat sektörünün sorumlu olmasına yol açar. Bu enerjinin önemli bir kısmı, iç mekan konfor koşullarını sağlamak için kullanılan mekanik iklimlendirme sistemlerinden kaynaklanmaktadır. Ancak, tüketilen enerjinin büyük oranda fosil yakıtlara dayalı olması, rezervlerin azalması ve çevresel sorunlar gibi pek çok olumsuz etkiye neden olmaktadır. Bu bağlamda, enerji tasarrufu sağlayan önlemler ve teknolojilerin devreye girmesiyle binaların ısıtma performansı önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Bununla birlikte, yükselen yaşam standartları, küresel ısınma ve kentsel alanlarda ısı artışı, soğutma amacıyla mekanik sistemlerin kullanımını giderek daha yaygın hale getirmiştir. Ayrıca, öngörülen nüfus artışı ve iklim değişikliği nedeniyle, gelecekte binaların soğutma enerjisi talebinde kayda değer bir artış beklenmektedir. Mekanik soğutma sistemlerinin kullanımından önce, insanlar sıcak bölgelerde havalandırma ve termal konfor sağlamak için doğal süreçlerden yararlanan çeşitli yöntemler geliştirmiştir. Günümüzde pasif soğutma sistemler olarak bilinen bu yaklaşımlar, enerji tüketmeden ya da oldukça düşük enerji harcayarak, doğal kaynaklar ve çevresel faktörlerle termal konfor sağlamayı amaçlar. Pasif soğutma teknikleri; güneş ışınımını ve ısı kontrol mekanizmalarını kullanarak, fazla ısının doğal ısı emicilere (düşük sıcaklıktaki hava, toprak, su gibi) aktarılmasına ve termal kütle aracılığıyla ısı dengesinin korunmasına dayanmaktadır. Bu çalışma, binalarda enerji tasarrufunu artırmayı, mekanik sistemlerin neden olduğu iklimlendirme yükünü hafifletmeyi ve fosil kaynaklı enerji tüketimini azaltmayı hedefleyen pasif soğutma sistemlerini sistematik olarak incelenmiştir. Bu doğrultuda sıcak nemli ve sıcak kuru iklimlerde oldukça yaygın olarak kullanılan rüzgar bacalarının Antalya ve Diyarbakır illerindeki performansları incelenmiştir. Autodesk CFD programında yapılan simülasyon ile seçilen bölgeler için en uygun baca tipi belirlenmiştir. Çalışma kapsamında, pasif soğutma yöntemlerinden biri olan rüzgar bacalarının iklimlendirme yüklerini azaltmadaki etkileri değerlendirilerek, artan enerji talebine yönelik çözüm önerileri sunmak ve bu sistemlerin modern yapılardaki uygulanabilirliği üzerine katkı sağlamak hedeflenmiştir.