Varsayımsal bir hücre tipi ofis için farklı uyarlanabilir cephe sistemlerinin günışığı ve enerji performansının değerlendirilmesi = evaluating the daylight and energy peformance of different adaptive facade systems for a hypothetical cell-type office unit

Abstract

Ofis mekanlarında yeterli gün ışığı seviyesinin sağlanması son yıllarda önemli araştırma konularından biri olarak ele alınmaktadır. Yeterli gün ışığı, enerji verimliliği ve iyileştirilmiş kullanıcı konforuna yönelik olarak yapı kabuğunda farklı yaklaşım ve stratejiler önem kazanmaktadır. Yapı kabuğu iç ve dış ortamı birbirinden ayırmakta olan bir ara yüzdür ve mekandaki gün ışığı seviyelerini ve bina kullanıcılarının konforunu optimize etme amacıyla uyarlanabilir yaklaşımlarla donatılma yeteneğine sahiptir. Bu tez çalışması, çeşitli geometri ve hareket türlerinden oluşan uyarlanabilir cephe sistemlerini varsayımsal hücre tipi bir ofis hacmi üzerinden simülasyon yöntemiyle değerlendirilmesine odaklanmaktadır. Tasarlanan uyarlanabilir cephe bileşenleri ile varsayımsal hücre tipi ofisin gün ışığı seviyeleri, görsel performansı ve enerji performansı simülasyon yöntemi ile değerlendirilmiştir. Simülasyondan elde edilen sonuçlar gün ışığı seviyeleri, görsel konfor ve enerji performansı bağlamında karşılaştırılmış ve analiz edilmiştir. Sekiz uyarlanabilir cephe sistemi (UCS) iki ve üç boyutlu geometrik konfigürasyonlar üzerinden sınıflandırılmış ve sümülasyon çalışmaları Rhino, Grasshopper, Energy Plus ve DIVA for Rhino aracılığıyla yürütülmüştür. Simülasyon sonuçları, dairesel üç boyutlu UCS hariç, üç boyutlu geometriye sahip UCS’lerin günışığı simülasyonları bakımından daha iyi performans gösterdiğini ortaya koymuştur. Hem iki hem de üç boyutlu UCS’nin parlama kontrolü bakımından etkin olduğu saptanmıştır. Ayrıca, tüm UCS’ler baz durum modelinin (referans ofisi) enerji kullanım yoğunluğunu indirgemiştir. Bu çalışmanın bulguları, uyarlanabilir cephe sistemlerinin (UCS) bina performansı ve kullanıcı konforu üzerindeki önemini ve tasarım aşamasında bina performans değerlendirmesinin önemine vurgu yapmaktadır

The quest for adequate daylight levels in office spaces is an advancing research domain of the last decades. Novel concepts and strategies for building envelopes were proposed to achieve adequate daylight levels, energy efficiency, and improved occupant comfort. The building envelope is the interface that links the indoor and outdoor environment and has the ability to be equipped with adaptive approaches to optimize the daylight levels and occupant comfort in the building. The present study focuses on simulating a hypothetical cell-type office building that incorporates adaptive façade systems composed of several types of geometries and motion. Daylight levels, visual performance, and the energy performance of the hypothetical celltype office with the designed adaptive façade components were investigated via simulation. The results retrieved from the simulations were compared and analyzed in the context of daylight levels, visual comfort, and energy performance. Eight adaptive façade systems (AFSs) were classified into 2D and 3D geometric configurations and were simulated via Rhino, Grasshopper, Energy Plus, and DIVA for Rhino. The simulation outcomes indicated that AFSs with 3D geometry performed better for Daylight simulations, except the 3D Circular AFS. Glare management was mostly efficient both for 2D and 3D AFSs. Furthermore, all AFSs reduced the energy use intensity (EUI) of the base case model (reference office). The findings of the present study highlighted the significance AFSs have on building performance and occupant comfort, and the importance of conducting building performance evaluations during the design phase