Boyatürk Yapı Kimyasalları Dergisi | Sürdürülebilir Bina Tasarımına Doğru: Bina Performans Simülasyonları Ne Kadar Yararlıdır?



Sürdürülebilir Bina Tasarımına Doğru: Bina Performans Simülasyonları Ne Kadar Yararlıdır?

Yrd. Doç. Dr. Gülsu Ulukavak Harputlugil / Çankaya Üniversitesi - Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü


1. Giriş

Bina performansı için geliştirilen pek çok tanımlama var olmakla birlikte, Uluslararası Mimarlar Birliği-AIA (Association of International Architects) [1] tarafından deklare edilen ve oldukça kapsamlı bir yaklaşımı ortaya koyan tanımlama şöyledir:

 

"…binalarda fonksiyonel ve çevresel kaliteye dayalı (örn. Isıl konfor, iç ortam havası, akustik, görsel kalite gibi) bireysel etkinliği sağlamak,

 

…binalarda bütünlüğe dayalı (örn. esneklik, dayanıklılık, strüktürel ve yangın güvenliği gibi) organizasyonel etkinliği sağlamak,

 

…bina yakın çevresinin kaynak dağılımı ve entegrasyonuna dayalı (örn. malzeme, arazi, su, enerji, atık, alt yapı gibi) toplumsal etkinliği sağlamak.”

 

Literatüre bakıldığında, binaların performans karakteristiğini tanımlayan çeşitli terminolojilerin kullanıldığı görülmektedir. Yüksek performans elde edebilme bağlamında farklı tanımlamalar yapılabilmektedir. En sık rastlanılan terimler ise, "yeşil bina”, "sürdürülebilir bina” ve "yüksek performanslı bina” olarak sıralanabilir. Bina performansını, sürdürülebilir mimarlık çerçevesinde beklentilerin en uygun şekilde karşılanması olarak yorumlamak mümkündür. Bu beklentiler,

insanın varlığını sürdürebilmesi, nitelikli bir yaşamının olabilmesi, ekosistem dengelerini bozmadan çevre kalitesinin iyileştirilmesi amacıyla, uzun dönem çözümler üretmek için gerekli olan tüm etkinlikler olarak tanımlanabilir. Tüm bu beklentiler aynı zamanda sürdürülebilir mimarlığın temel hedefidir [2]. Bu nedenle, mimarlığın "yeşil (green)”, "sürdürülebilir (sustainable)”, "çevresel (environmental)” veya "ekolojik (ecological)” kavramlarından herhangi biri ile ifade edilmesinin önemli olmadığı söylenebilir.

Bu çerçeveden bakıldığında, hangi ifade kullanılırsa kullanılsın, yüksek performanslı bina elde etmenin en önemli birkaç yararı; (a) doğal kaynakların kullanımının azaltılması, (b) maliyetin düşürülmesi, (c) kullanıcı konforu ve sağlığının iyileştirilmesi ve (d) bölgesel altyapının tahribatının azaltılması ile yaşam kalitesinin iyileştirilmesi olarak sayılabilir [3].

 

Diğer taraftan, tasarım süreci boyunca performans gerekliliklerinin sorgulanması tasarım sürecinde tasarımcıya alternatifler içinden seçim yapmayı kolaylaştıracak destek sistemlerin kullanımını gerektirir. Bu özellikle tasarımın ilk aşamalarında henüz seçenekler çok çeşitliyken ve kararlar belirsizken önemlidir. Bu nedenle araştırmacılar, tasarım sürecinin ilk aşamasında kullanılabilecek destek sistemlerin iyileştirilmesi üzerinde çalışmalarını sürdürmektedir [4, 5, 6]. Bu noktada bina performans simülasyonlarının bir destek sistem olarak hangi süreç kesitlerinde ve nasıl kullanılması

gerektiği önem kazanmaktadır. Yüksek performanslı binanın başarısı, tasarımının başından itibaren, disiplinler arası bir ekip tarafından binaya entegre sistemler bütünü olarak yaklaşılması ile sağlanır. Bu noktada performansın sınanması için tasarım sürecinin her aşamasında performans simülasyonu gerçekleştirmek ve sonuçları tanımlı sınır değerler bağlamında yorumlamak uygun olur.

 

2. Simülasyon Nedir?

"Benzeşim” olarak da Türkçeleştirilebilen simülasyon, karmaşık bir sistemin basitleştirilmiş bir modelini oluşturarak, gerçek sistemin davranışını tahmin etmek ve analiz etmek üzere bu modeli kullanma süreci olarak tanımlanabilir. Gerçek sistemleri tüm karmaşıklıkları içinde analiz etmek çok zor, hatta imkansızdır ve genellikle bunu, bu karmaşıklık içinde gerçekleştirmek gereksizdir. Simülasyonun temel

amacı, gerçek sistemden dikkatlice çekip çıkartılarak, sadece belirli gereklerle ilgili elemanların dikkate alınması ve göreli olarak daha önemsiz olanların göz ardı edilmesi ile, gerçek sistem davranışını doğru olarak tahmin etmek üzere kullanılabilen bir model geliştirmektir [7]

.

Bina simülasyonu için farklı pek çok model (ölçekli mimari maketlerden, test hücrelerine kadar değişen çeşitlilikte) oluşturmak mümkün ise de, burada söz konusu olan bilgisayar simülasyonlarıdır.

 

Bina simülasyon programları, genellikle hesap yöntemlerine, modelleme düzeylerine, kullanım alanlarına göre sınıflandırılabilmektedir. Hendricx [8], bina simülasyonlarını binanın tasarımı sırasındaki boyut, biçim, vb. bilgilerinin değerlendirilebildiği modelleme araçları, tasarım alternatiflerinin

geliştirilmesine yardımcı tasarım araçları ve bina performansı yaklaşımlarını (enerji akışı, strüktürel dayanım, akustik, vb.) değerlendiren analiz araçları olarak üçe ayırmaktadır. Binaların performansa dayalı tasarımı söz konusu olduğunda, her üç kategori de önem kazanmakta ve tasarım süreci boyunca entegre bir bütün olarak çalışmaları ve değerlendirmeye dahil edilmeleri gerekmektedir. Modelleme, tasarım ve analizi bir arada bulunduran, büyük, çok zonlu binalar ve bunların spesifik alanlara ait değerlendirmesini sağlayan, genellikle saatlik bazda ve her mekan için ayrı hesaplamalar

gerçekleştirebilen detaylı simülasyon programları, binanın entegre bir bütün olarak performansını analiz edebilen bina performans simülasyon programlarıdır.

 

Bina simülasyonu yinelemeli bir süreçtir ve aşağıda sıralanan adımlardan biri veya bir kaçını içermektedir [7]:

• Problemin veya tasarım gereklerinin analizi,

• Modelden beklentiyle örtüşecek uygun simülasyon yazılımının seçilmesi,

• Binanın ve sistemlerinin gerçeğe uygun, ilgili elemanlarına ve niteliklerine dayalı modelleme gerçekleştirilmesi,

• Modelin yazılım gereklerine uydurulması (modelin kalibrasyonu),

• İlgili koşulların (iç ortam konfor koşulları, iklim verisi, vb.) düzenlenerek simülasyonun gerçekleştirilmesi,

• Birçok değişken (enerji gerekliliği, maksimum yük, konfor parametreleri, emisyonlar, vb.) yardımıyla simülasyon sonuçlarının analizi,

• Sonuçların ilgili tasarım bilgisine dönüştürülmesi. Bina simülasyonunun etkinliğini ve sonuçların güvenilirliğini sağlamak için üç temel gerekliliğin yerine getirilmesi gerekmektedir:

• Model, karmaşıklık ve beklenen çözüm düzeyine uyumlu olmalı,

• Yazılım geçerliliğini kanıtlamış ve model yazılıma uyumlu hale getirilmiş (kalibre edilmiş) olmalı,

• Simülasyonlar alternatif çözümleri ve tasarım seçeneklerini karşılaştırmak üzere kullanılmalıdır.

Bugün, bina performans simülasyonunun tasarımcılara uzmanlıklarını daha etkin kullanma, genişletme ve iyileştirme olanağı sunduğu kabul edilmektedir. Simülasyon, tasarımcılar için sadece fikirlerin test edilmesinde değil, aynı zamanda yeni fikirlerin geliştirilmesi ve sunulmasında da önemlidir.

 

3. Mevcut Programlar ve Kullanım Alanları

Bina performans analizine yönelik pek çok simülasyon programı vardır ve basitten detaylı ve kapsamlıya kadar geniş bir yelpaze içinde yer almaktadırlar. Simülasyon programlarını kategorize etmek çok zordur çünkü pek çoğu çoklu işlevler içermektedirler ve programların kendisi sürekli değişmekte, gelişmektedir.



Bir konuya ilişkin bir simülasyon programının seçimi, (a) projenin gereklerine, (b) analizin maliyeti ve süresine, (c) kullanıcının deneyimine ve (d) uygun simülasyon aracı verilerinin olanaklarına bağlıdır.

Aşağıda basit modelleme araçları ve detaylı analiz araçları arasından seçilen bazı programlar ile ilgili bilgiler verilmiştir. Bu programlar dışında uygulama alanları ve detay düzeyleri farklı pek çok program vardır [bkz. http://www. eere.energy.gov/buildings/tools_directory/].

3.1. Modelleme ve Tasarım Araçları


Tasarım sürecinin ilk aşamalarında, daha az veri ile işlem yapabilen, tasarımcının geliştirdiği alternatifleri içinden seçim yapmasına yardımcı olacak, basit hesap yöntemlerine dayalı programlar geliştirilmiştir. Bu programlar arasında yaygın kullanım olanağı bulan MIT Design Advisor, ECOTECT ve Energy-10 aşağıda tanıtılmaktadır.

MIT Design Advisor [9]: Tasarımcının tasarım süreci içindeki ilk adımlarında genellikle binanın biçimi (mekan boyutları, derinlikleri, vb.) ve kabuk tasarımı (pencere konumlanışı ve saydamlık oranı) konularının değerlendirildiği düşünülerek bu iki konu çerçevesinde çeşitli senaryolar içerisinden hızlı seçimler yapabilmeye yardımcı bir araç olarak tasarlanan MIT Design Advisor internet üzerinden online erişime açık bir sistem olarak kurulmuştur. Tasarlanan binanın cephe sistemlerine ait alternatiflerin "Enerji”, "Konfor” ve "Günışığı” ana başlıklarında performans tahminlerini vererek karşılaştırma olanağı sunar. MIT Design Advisor ile geleneksel cephe tasarımları ile çift kabuk sistemlerinin karşılaştırılması mümkündür. İklim bölgesi, kullanıcı profili ve mekan derinlikleri değiştirilerek etkileri değerlendirilebilir.

Autodesk ECOTECT [10]: Çevresel performans analizinin karmaşık süreçlerini, tasarımcının kullanabileceği şekilde nasıl basitleştirilebileceğine yönelik yapılan araştırmalar çerçevesinde geliştirilen ECOTECT, tasarımın erken evrelerinin doğası ve buna yönelik bir analizin sonuçlarının, başlangıç tasarım kararlarının değerlendirmesinde ve çevresel etkileri optimize etmekte nasıl kullanılacağı sorusuna bir cevap olarak tanıtılmaktadır. ECOTECT ile; (a) herhangi bir geometri üzerindeki gölge ve yansıtma analizi yapılabilir, (b) güneş ışınımı ve gölgeleme yüzdeleri hesaplanabilir, (c) optimum gölgeleme elemanları oluşturulabilir, (d) malzeme maliyeti ve oluşum enerjisi hesabı elde edilebilir, (e) oluşturulan modelin her bir mekanının aylık ısıtma ve soğutma yükleri hesaplanabilir, (f) herhangi bir mekan için saatlik içsel sıcaklıklar tahmin edilebilir, (g) gün ışığı faktörleri ve aydınlama düzeyleri belirlenebilir,

(h) CAD dxf dosyaları ve diğer uyumlu dosyalar okunabilir, yazılabilir, (i) herhangi bir mekanın tüm geometrik akustik analizi gerçekleştirilebilir, (j) herhangi bir mekanın istatistiksel reverberasyon süreleri hesaplanabilir.

ECOTECT, admittance yöntemine dayalı gerçekleştirdiği analizlerde, verdiği sonuçlar yaklaşık değerler taşımaktadır. Tasarımın ilk evrelerinde henüz kararları kesinleşmemiş mimarın performans etkinliğine yönelik doğru adımlar atabilmesine yardımcı olacak ve tıpkı tasarımın kendisi gibi sürekli geri dönüşlerle beslenen bir süreçte değerlendirme gerçekleştiren bir program için de, analiz sonrası verilerinin tam ve kesin değerler taşıyor olmasından çok karşılaştırmalı değerlendirme olanağı sağlayabiliyor olması yeterli görülmektedir.

Energy-10 [11]: Energy-10 maliyet etkinliğini de göz önünde bulundurarak, enerji etkin bina tasarımı gerçekleştirmek hedefindeki mimarlar ve mühendisler için çabuk sonuç alınabilecek bir analiz aracı olarak geliştirilmiştir. Çoğunlukla taban alanı 10,000ft2’den küçük ofis binaları ve konut binalarını karakterize eden tek ya da iki ısıl zon üzerinden analiz gerçekleştirmektedir.

Bina bütününde yapılan analizlerde enerji korunumu ve maliyet etkinliği araştırılırken, günışığı denetimi, pasif güneş tasarımı ilkeleri, yüksek performanslı pencere tasarımı ve aydınlatma sistemleri gibi enerji etkinliği stratejileri hedefine ulaşmayı amaçlamaktadır.

Energy-10 programının diğer programlara göre en önemli farklılığı analizi gerçekleştirilen binaya ait sonuçları, "düşük enerjili model” oluşturarak elde ettiği sonuçlarla karşılaştırma olanağı sağlamasıdır. Böylece, tasarımın başarısı, aynı bina tipinin en etkin sonucu veren değerlerle oluşturulmuş model ile karşılaştırılarak gösterilmektedir. Bu aynı zamanda tasarımcıya, hangi tasarım parametresinde alacağı önlemlerin başarıya erişimi kolaylaştıracağına yönelik ipuçları da vermektedir.

3.2. Detaylı Simülasyon Programları

Bugün kullanılmakta olan programlar arasında, yaygın kullanım olanağı bulan, farklı yaklaşımlarla tasarım sürecine entegrasyon hedefine sahip, geçerlilik çalışmalarını tamamlamış, detaylı analiz gerçekleştirebilen üç önemli programdan söz edilebilir. Bunlar; DOE-2 (e-Quest), Energy-Plus, Esp-r’dır.

DOE-2 (eQuest) [12]: Detaylı analiz gerçekleştiren programların büyük çoğunluğu, (DOE-2, BLAST, TRNYSYS, SERIRES, ESP-r, vb.), oldukça detaylı modelleme gerektirmekte, ama performans tahmininde doğruya en yakın değerleri sunabilmektedir. Ancak, son birkaç yıla kadar bu programlar için yapılan en büyük eleştiri, kullanımlarının oldukça zor, binayı tanımlarken, text formatında, oldukça karmaşık veri girişi gerektiren ve elde edilen çıktıların yine text formatında ve oldukça karmaşık, nümerik tablolar içermesi, bu nedenle anlaşılmasının güç olmasıdır.

Bu programlardan biri olan DOE-2, binanın iklimi, mimarisi, işletim zaman cetveli ve HVAC ekipmanının tanımlanmasıyla, binanın enerji tüketimini ve enerji maliyetini saatlik bazda simüle etmektedir. ABD Enerji Departmanı (DOE)`nın sponsorluğunda 1979’dan bu yana geliştirilen DOE-2, enerji etkin binaların tasarımına, yeni teknolojilerin etkisinin analiz edilebilmesine ve enerji korunumu standartlarının geliştirilebilmesine yönelik olarak ABD ile birlikte, dünyada kırktan fazla ülkede geniş kullanım olanağına sahiptir.

Bugün DOE-2’yi simülasyon motoru olarak kullanan çeşitli bina enerji analiz programları (Visual-DOE, Power-DOE, E-Quest, vb.) Windows`a dayalı grafik kullanıcı arabirimi (GUI) ve çeşitli algoritmik ve veritabanı iyileştirmeleri içeren yeni versiyonlarıdır. Bunlardan biri olan e-QUEST, veri hazırlanması ve veri girişi ile çıktıların izlenebilmesi için gerekli sürenin azaltılmış olması ve kullanımdaki kolaylık nedeniyle bina tasarımında yer alan tasarımcı ve mühendislerce, DOE-2`ye oranla çok daha yaygın kullanıma sahip olmuştur.

Yeni olarak eQUEST, bazı kullanıcı sihirbazları ile uzmanlık gerekliliğini büyük ölçüde ortadan kaldırırken, özellikle bina tanımında ciddi sınırlılıklar getirmekte ve deneyimsiz kullanıcıyı programın kabullerine zorlamaktadır.

Energy-Plus [13]: Energy-Plus programı, DOE-2 ve BLAST gibi geçerliliği çoğu yerde kanıtlanmış ve pek çok projelerde pratik kullanım olanağı bulmuş iki programın tüm deneyimleri üzerine, kavramsal bazda ve biraz daha tasarımın ilk evrelerine dönük yaklaşımlar hedeflemiş bir programdır.

EnergyPlus pek çok mühendislik verisini bir arada bulundurması ve yüzlerce parametreyi değerlendirebilme şansına sahip olması açısından önem taşımaktadır. Ancak halen daha tasarım sonrasına, tasarımcı tarafından tüm kararların verilmesinden sonraki bir aşamaya performans değerlendirmesini bırakması, tasarım kavramına mühendislik alanı içinden bakıyor olmasından kaynaklandığı düşünülmektedir.

Son birkaç yıldır Design Builder, Sketch-Up gibi tasarımcıya üç boyutlu modelleme imkanı sunan programlarla entegre çalışma yönünde başlatılmış olan çalışmalar başarılı sonuçlar verse de, detaylı analiz için gereken yüklü veri girişi halen tasarımın başında pek çok bilgiyi varsaymak zorunda olan tasarımcıyı zorlamaktadır.

ESP-r [14]: ESP-r, enerji akışının ve çevresel kontrol sistemlerinin analizini gerçekleştiren dinamik bir ısıl simülasyon programıdır. ESP-r, tasarımcıya ve araştırmacıya iklimin, kullanıcı etkileşiminin, tasarım parametrelerinin, kontrol sistemlerinin enerji gerekleri ve çevresel koşulları nasıl etkilediği hakkında bir yargıya varabilmelerine yardımcı olmaktadır.

Simülasyon sürecine her biri belirli uygulama ile katkıda bulunan, bir dizi programın bir araya gelmesinden oluşan ESP-r’ın birincil ara yüzü "proje yönetimi” uygulamasıdır. ESP-r, tasarım problemlerinin özelliklerini destekleyen "proje yönetimi” sayesinde, tasarım özelliklerine ve performans göstergeleri yardımı ile burada yapılacak değişikliklere yardımcı olacak fonksiyonlara sahiptir. Tasarım problemi olarak görülebilecekler; (a) opak ve şeffaf konstrüksiyon malzemeleri, (b) yüzey bitirmeleri, kullanıcı yoğunluğu, aydınlatma, vb.’yi içeren bina geometrisi ile pencere açıklıkları, gölgeleme elemanı pozisyonu ve elektrikli aydınlatma kontrolü gibi uygulamalar, (c) hava akış yolları (sızıntılar, kanallar) ve bileşenler (fanlar, damperler) veya CFD’ye dayalı hava akış modeli, (d) enerji, gaz ve buhar dönüştürücüleri veya PV piller yardımıyla elektrik üretimini içeren dinamik bileşenlerin bir arada olduğu ya da "ideal sistem” olarak geçtiği çevresel sistemler, (e) sensöruygulama-uygulayıcı ilişkilerini belirli bir zaman cetveli ile sunan zonlar, hava akışı ve tesisat sistemleri için kontrol sistemi özellikleri.

ESP-r, bina, tesisat ve elektrik ağı ile CFD’ye dayalı hava akış simülasyonunu bir araya getirmektedir. Hesaplama yöntemi olarak "finite difference” yöntemini kullanan ESP-r, 2006 yılına kadar yalnızca Linux işletim sisteminde çalışabilmekteyken, 2006 yılında Windows ortamında çalışabilen sürümü geliştirilmeye başlanmıştır.

4. Sürdürülebilir Bina Tasarımında Performans Simülasyonları ve Derecelendirme Sistemleri

Binaların çevresel performanslarının değerlendirilmesi ve derecelendirilmesi ile bu yöndeki tasarım hedeflerinin, spesifik performans hedeflerine dönüştürülmesi ve tasarım bütününde değerlendirilmesi sağlanmaktadır. Bugün kullanılmakta olan ve yapısı, değerlendirme kriterleri, terminolojisi, dokümantasyonu farklı pek çok değerlendirme sisteminden söz edilebilir. Bunların "yöntem” "sistem” ya da "araç” olarak tanımlanmasının ardında da bu farklılık yatmaktadır. Aynı zamanda tüm yöntemler derecelendirme gerçekleştirmedikleri için, bunları "derecelendirme” ya da "değerlendirme” olarak özelleştirmek mümkündür. Genel çerçevesi ile bina değerlendirme sistemleri "yeşil”, "sürdürülebilir” performansın sağlanıp sağlanmadığını sorgulamaktadır.

Bugün yaygın olarak kullanılmakta ve farklı coğrafyalarda geliştirilmekte olan ve farkı yaklaşımlar içeren değerlendirme sistemleri içinden, LEED (v.4.0-2014) [15], bu çalışma kapsamında ele alınmıştır. Ayrıca Türkiye’de 2010 yılında yenilenerek yürürlüğe giren "Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği” içeriğinde yer alan gereklilikler de, benzer çerçevede değerlendirilmektedir.

LEED değerlendirme sisteminin altında sürdürülebilirlik kriterlerine paralel bir dizi derecelendirme alanı bulunmaktadır. Bu alanlar;

Sürdürülebilir arazi (sustainable sites),
Su verimliliği (water efficiency),
Enerji ve atmosfer (energy and atmosphere),
Malzemeler ve kaynaklar (materials and resources),
Yerleşim ve ulaşım (location and transportation),
İç ortam çevre kalitesi (ındoor and quality),
Yenilik (innovation),
Bölgesel öncelik kredileri (regional priority credits), olmak üzere sekiz grupta toplanabilmektedir. Bina performans simülasyonunun değerlendirmede rol oynayabileceği bu alanlar toplamda 110 puandan oluşmaktadır (LEED v. 4.0). Olası program entegrasyonunun mümkün olabileceği LEED alanları aşağıda sıralanmaktadır:

Enerji ve Atmosfer / Önkoşul 2 / Minimum enerji performansı,
Enerji ve Atmosfer / Kredi 1 / Enerji performansı optimizasyonu (1-19 p.),
Enerji ve Atmosfer / Kredi 5 / Ölçüm ve doğrulama (1-3 p.),
İç ortam çevre kalitesi / Kredi 2 / Havalandırma etkinliği (1 p.),
İç ortam çevre kalitesi /Kredi 7./ Isıl konfor (2 p.),
İç ortam çevre kalitesi / Kredi 8/ Gün ışığı ve manzara (2 p.),
Yenilik / Kredi 1/ Tasarımda yenilik (1-5 p.).
Buna göre, Çizelge 1’de her bir alanın amacına yönelik performans simülasyonunun nasıl kullanılabileceği yorumlanmaktadır. Derecelendirme sistemleri içerisinde oldukça yaygın kullanıma sahip olan LEED’in ilgili alanları ile yapılmış bu çalışma, ayrıca Türkiye’de 2010 yılı Nisan ayında revize edilerek yürürlüğe girmiş olan "Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği” [16] gereklerine yönelik de yorumlanmıştır. Çizelge 1’de sadece Madde 7’de yer alan "Bina enerji performansı açısından mimari proje tasarımı” başlığı altındaki amaçlar doğrultusunda yorumlara yer verilmiştir. Her ne kadar Çevre ve Şehircilik Bakanlığı tarafından geliştirilmekte olan BEP-tr isimli yazılım programının, yönetmeliğin ilgili tüm alanları ile ilişkili bir he-sap yöntemine sahip olacağı düşünülmekte ise de, tasarım sürecinin başında, olasılıklar içerisinden seçim yap-ma gereksinimi içindeki tasarımcı için, ilgili alanları sorgulamak üzere, bina performans simülasyonu halen tasarım destek sistemi olarak önemli oranda kullanılma potansiyeline sahiptir.

5. Değerlendirme

Bugün için tasarım süreci içinde simülasyonun entegrasyonuna dair çeşitli yöntemler geliştirilmektedir (Şekil 2). Bu sürecin özellikle performansa dayalı yaklaşımla kurgulanmış standartlarla desteklenmesi önemlidir. Karşılaştırma tabanı oluşturacak referans binaya ait değerler standartlarca belirlenmiş ve simülasyon programı bu verilere dayalı kalibre edilerek referans binanın simülasyonu gerçekleştirilmiş olmalıdır. Ön proje aşamasındaki tasarım alternatifleri içerisinden yapılacak seçimde referans binaya ait bu sonuçların göz önünde bulundurulması önemlidir. Kesin proje aşamasında ise performans doğrulaması gerçekleştirilebilir.



Çizelge 1. Değerlendirme/derecelendirme sistemleri amacı doğrultusunda bina performans simülasyonu entegrasyon olasılıkları



6. Sonuç

1960’lardan sonra, bina endüstrisinde kullanımı gittikçe artan bilgisayarla modelleme ve simülasyon araçları, sınırlı girdi ve çıktı gerekleri ile basit tek yönlü uygulamalardan, geniş bir çerçevedeki performans parametrelerini eşzamanlı analiz edebilen karmaşık modelleme sistemlerine doğru ilerlemiştir. Özellikle tasarımcıların pratikte kullanım zorluklarının üstesinden gelebilmek üzere son yıllarda önemli gelişmeler sağlanmakta, yapı bilgi sistemleri (Building Information Modelling) bu anlamda tasarım ortamına yeni imkanlar sunmaktadır.

Yapı bilgi sistemleri bir projenin tasarımında ve belgelendirilmesinde kullanılan yeni bir araçtır, ancak aynı zamanda sürece dahil tüm aktörlerin iletişimini de sağlayacak bir ortam sunmaktadır. Bu araç sayesinde tasarımcı işveren, danışman ve yüklenici ile iletişimini kolaylaşmakta ve sürdürülebilirlik gibi sektörün yeni aşina olduğu konularda destek araçlarla kolay geçişler sağlanmaktadır. Böylece simülasyon araçlarının tamamen entegre edilebildiği ve erken tasarım aşamalarından itibaren performans değerlendirmenin mümkün kılınması söz konusudur [17].

Bugün dünyada yaygın olarak kullanılmakta olan, uluslararası niteliğe sahip olmakla birlikte yerel ve bölgesel sürümlerinin geliştirilmesi ile geniş kabul görmüş performans değerlendirme/derecelendirme sistemleri (LEED gibi) aslında, bina performansının tasarım aşamasından başlamak üzere değerlendirilebildiği, sürdürülebilir mimarlık hedeflerine dayalı bir onay listesi tanımlamaktadır. Türkiye’de 2010 yılında yenilenerek yürürlüğe giren "Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği” (BEP) [16] içeriğinde yer alan gereklilikler de, benzer bir onay listesi tanımı olarak değerlendirilebilir.

Bina performans simülasyonlarının etkinliği açısından bakıldığında, farklı detay düzeyindeki araçların pozisyonu bir gereksinim piramidi düzeni içinde değerlendirilebilir [18]. Buna göre, piramidin en alt seviyesinde, BEP yönetmeliği çerçevesinde göreli olarak basit araçların kullanımı ile temel ve zorunlu enerji gereksinimlerinin belirlenmesi sağlanabilirken, LEED, BREEAM gibi daha yüksek beklentiler için, piramidin zirvesine doğru, daha detaylı ve çoklu analiz gerçekleştirebilen araçlardan yararlanmak gerekliliği vardır. Böylece hem tasarımın detay düzeyine göre (örneğin erken tasarım aşaması) hem de eldeki simülasyon aracının sınırlı kapasitesi ve detay yoğunluğuna göre uygun araç seçimi gerçekleştirmek ve sürdürülebilir mimarlık hedeflerinin önemli ölçüde hesaplanabilir ve değerlendirilebilir kılmak mümkün olabilir.

Kaynaklar

[1]. Bullen, D., "Building Performance: Past, Present and Future”, The AIA Journal of Architecture, Vol. January,http:// info.aia.org/nwsltr_aiaj.cfm?pagename=aiaj%5Fa%5F20 051020%5Fpast%5Fpresent(2006).

[2]. Çelebi, G., Gültekin, A. B., Harputlugil, G., Bedir, M. ve Tereci, A., "Yapı Çevre İlişkileri”, ISBN / ISSN: 978-9944-89645-0, Çizgi Basım Yayın Ltd. Şti., Türkiye, İstanbul, (2008).

[3]. Harputlugil G.U., Hensen, J.L.M., "Relation Between Building Assessment Systems and Building Performance Simulation”, International Build & Human Environment Research Week Proceedings, 3-7 April, Delft University of Technology, Netherlands, 333-343 (2006).

[4]. Hopfe C. J., Struck C., Harputlugil G. U., Hensen J. L. M., De Wilde P., "Exploration of the Use of Building Performance Simulation for Conceptual Design”, IBPSA-NVL Conference, 20 October, Technische Universiteit Delft, Netherlands, 1-16 (2005).

[5]. Morbitzer, C. A., "Towards the Integration of Simulation into the Building Design Process”, PhD dissertation, Energy Systems Research Unit, Department of Mechanical Engineering, University of Strathclayde, UK, 6-10, 51-76 (2003).

[6]. Harputlugil , G. U., An Assessment Model Addressed to Early Phases of Architectural Design Process Prioritised by Energy Performance, PhD dissertation, Gazi University Institute of science and Technology, Ankara, Turkiye. (2009)

[7]. Hensen, J.L.M. "Simulating building performance: just how useful is it?”, REHVA Journal, nr. 4, Federation of European Heating, Ventilating and Air-conditioning Associations - REHVA, Brussels, 18-24 (2003).

[8]. Hendricx, A., "A Core Object Model For Architectural Design”, PhD Thesis, Catholic University Louvain, Department of Architecture, Belgium, 28-30 (2000).

[9]. MIT, MIT design advisor, http://designadvisor.mit.edu/ design/

[10]. Ecotect, http://www.autodesk.com

[11]. Energy-10, http://www.nrel.gov/buildings/energy10. html

[12]. Doe-2, http://www.doe2.com

[13]. Energy-Plus, http:// www.eere.energy.gov/buildings/energyplus

[14]. Esp-r, http://www.esru.strath.ac.uk/Programs/ESP-r.htm

[15]. LEED, http://www.usgbc.org/

[16]. BEP, Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği, Bayındırlık Bakanlığı (2010).

[17] Krygiel, E., Nies, B., 2008, Green BIM: Successful Sustainable Design with Building Information Modelling, Wiley Publishing, USA.

18] Hensen, J. L. M., 2012, "Evaluation through computational building performance simulation,” in Enhancing Building Performance , S. Mallory-Hill, W. F. E. Preiser, & C. G. Watson, eds., Wiley-Blackwell, Oxford, pp. 223-233.

* Bu yayın, 26-28 Mayıs 2010 tarihinde Ankara’da düzenlenen Uluslararası Sürdürülebilir Yapılar Sempozyumu’nda sunulmuş olan bildirinin güncellenmesi ile elde edilmiştir.