BİNALARDA DOĞAL HAVALANDIRMA

Yerin konumuna bağlı olarak kullanıcıların yararına güneş, rüzgar, toprak ve su enerjilerine bağlı olmalıdır. Bina tasarımında güneş enerjisinden ve doğal havalandırmadan maksimum yararlanabilme olanakları aranmalıdır. Rüzgar doğal havalandırmayı sağlayan önemli bir faktördür. Tasarımda soğutma için serinletici hakim rüzgarlar dikkate alınmalıdır. Yapının mimari formunu belirleyen etkenlerden biri de rüzgardır. İklime uygun form seçimi, kışın ısı kayıplarını aza indirdiği gibi, yazın da ısınmayı en az oranda tutmayı sağlar. Bir birleşim alanında etkin rüzgarların yönü ve şiddeti, meteoroloji istasyonlarında alınan verilere göre belirlenir. Sıcak nemli iklim bölgelerinde rahatsız edici nem fazlalığı mevcuttur. Bu nedenle nem sorununu ortadan kaldırmak için binalar birbirlerinin rüzgarını kesmeyecek şekilde konumlandırılmalı, sokaklar serinletici hakim rüzgarları alacak şekilde yönlendirilmeli ve nem sorununu ortadan kaldırmak için rüzgardan olabildiğince yararlanmalıdır. Binalar rüzgar vantilasyonuna açık yüzeyli, uzun, dikdörtgen formda düzenlenmelidir. Komşu binalar ve peyzaj hava akımını önemli ölçüde etkilediğinden havalandırma stratejileri değerlendirilirken göz önüne alınmalıdır. Binanın yönlendirilmesinde, güneş radyasyonu etkilerinin optimizasyonu sağlama ve soğuk kış rüzgarlarından korunma göz ardı edilmemelidir. Soğuk hakim rüzgar doğrultusunda yapılan binalarda ciddi ısı kayıpları olur. Ancak bitkilerle veya rüzgar kırıcı ve önleyici elemanlarla rüzgarı tamamen önlemek ya da yönünü değiştirmek olasıdır. Kuzeye toprak yığmak, her zaman yeşil kalan bitkiler ve çalılar soğuk rüzgarların etkisini azaltır. Binanın konumlandırılmasında topografya da dikkate alınmalıdır. Arazideki eğim ve engebeler, yapı yönündeki ve arkasındaki yüksek sık ağaçlar yapının rüzgar alışını etkiler. İç mekanda konfor koşulları düzeyi, sıcaklık 21 derece ve nem oranı da %40-50 arasındadır. Konfor koşullarını sağlamak için yapının çevresini, kabuğunu ve iç mekanını düzenlemek mimarın görevidir. Bina tasarımında rüzgar etkisi değerlendirilirken : rüzgara göre yapının biçimlenişini, yararlı rüzgar almaya, zararlı rüzgarları önlemeye, hava sirkülasyonunun gereksinim duyulan alanlara yönlendirmeye, rüzgar giriş ve çıkışlarını optimum oranda tutmaya dikkat etmek gerekir.

Rüzgar bir binanın yüzüne yaklaştıkça hava akımı, pozitif akım yaratarak ve binanın rüzgar gelen yüzünde hava yastığı yaratarak yavaşlar. Bu hava yastığı, rüzgarı binanın kenarlarına doğru çevirir. Yan duvarlardan geçen hava akımı binanın duvar yüzeyinden ayrılır ve yüksek hızlı hava akımı ile beraber, bu duvar yüzeyleri üzerinde pozitif basınç yaratır. Binanın rüzgar almayan tarafında, yavaş hareket eden büyük bir anafor oluşur. Binanın rüzgar almayan tarafındaki pozitif basınç yan duvarlarındakinden daha azdır.

Eğer pencereler hem rüzgarın geldiği cepheden hem de rüzgara göre arkada kalan cephede olursa bina çapraz havalanır ve anaforlar ana hava akımı yönünde tersine gelişir. Havalandırma, binanın yan tarafındaki artan emmeye bağlı olarak bu taraflara pencere yerleştirilerek artırılabilir. Buna bağlı olarak ataletten dolayı binanın içinde daha fazla hava sirkülasyonu oluşacaktır.

Rüzgar sık sık yön değiştirebilir. Diyagonal doğrultuda gelen rüzgarlar için en iyi havalandırma, üç komşu duvardaki pencereler, daha sonra birbirine karşı duvarlar ile olur. Ancak, eğer rüzgar penceresiz taraftan ise, bütün açıklıklar emişte olduğu için havalandırma zayıf olur.

Eğer binanın yerleşimi bir duvar üzerinde pencereye izin veriyorsa, o zaman tek pencere kullanımında belli bir girişin ve çıkışın olamaması nedeniyle küçümsenecek bir havalandırma oluşur. Havalandırma, geniş iki adet pencere ile artırılabilir. Hava akımı bu durumlarda pozitif veya negatif basınç bölgeleri, mimari özellikler kullanılarak, örneğin rüzgar duvarları ile artırılabilir. Ancak, doğal hava akımının ters hareketini engellemek için bu özellikler deneyim ile geliştirilmelidir.

Eğer hava akımı iyi havalandırılmış bir odadan geçerse, orada bir hava jeti yaratır. Pencereler bir odada karşılıklı duvarlarda olmak üzere rüzgar doğrultusundaki aynı eksen üzerine yerleştirilmişse, o zaman serbest jet oluşturur. Eğer pencereler oda duvarlarına, tavana ya da zemine yakınsa, hava kendini yüzeye iliştirir ve duvar jeti oluşturur. Isının binadan ayrılması artan hava akımı ile hızlandığından duvar jetinin oluşması, hızlı yapı soğumasının oluşması açısında önemlidir. Bir oda içerisindeki hava akımının artırılması için, giriş ve çıkışın çapraz yerleştirilmesi oda havasının daha çok değişmesini sağlar.

Bir odadaki hava akımı pencere boyutu arttıkça artar. Hava akımını maksimize etmek için hava giriş ve çıkışı için bırakılan boşluk boyutları aynı olmalıdır. Giriş boyutunun çıkışa göre azaltılması hava girişinin hızını artırır. Tersi olması durumunda ise yavaş ve uniform bir hava akımın yaratır. Bir bina içindeki hava değişim oranı : bina dışındaki rüzgarın yönü ve hızı, binanın dış geometrisi ve yakın çevresi, pencerelerin tipi, boyutu, konumu ve geometrisi ve binanın iç bölme duvarlarının, yerleşimi gibi birkaç faktöre bağlıdır.

Doğal havalandırma rüzgar yönlendirme yöntemleri ile meydana getirilebilir. Birçok alanda havalandırma en iyi gece saatlerinde, sıcağın düştüğü zamanlarda oluşur. Gece ortalama rüzgar hızı genellikle 24 saatlik ortalama rüzgar hızının %75’idir. Genellikle, rüzgar hızı insanların etkili serinlemesi için yeterli değildir. Bundan dolayı insan soğutmasından daha çok yapının soğuması için havalandırma, tasarımın ilk amacı olmalıdır.