İçindekiler
İç mekânlarda ısıl konforu sağlamak için ısıtma, soğutma ve havalandırma (HVAC) sistemleri kullanılır. Bu sistemler ya önceden belirlenmiş sabit bir sıcaklığa ayarlanır ya da kullanıcılar tarafından anlık ihtiyaçlara göre el ile (manuel) olarak değiştirilir. Ancak, aynı iç mekânda bulunan bireylerin tamamı gerçekten aynı sıcaklık koşullarını mı hisseder? Isıl konfor gereksinimleri bireyler arasında ne ölçüde farklılık gösterir? Hatta bina kullanıcılarının psikolojisi, ısıl ihtiyaçlarını ve yapılarda gereksinimleri değiştirir mi? Bu soruların yanıtını almak için yeni araştırmalara bakmak gerekir.
Yapılarda Isıl Konfor
Isıl konforu nicel olarak ölçen öngörülen ortalama oy (PMV) ve öngörülen memnuniyetsizlik yüzdesi (PPD) yöntemleri, özellikle iç mekânlardaki ısıl konforun değerlendirilmesinde yaygın olarak kabul edilen temel yaklaşımlardır (1-3).
PMV modeli; hava sıcaklığı, bağıl nem, hava hızı ve radyant sıcaklık gibi çevresel faktörler ile giysi yalıtımı ve metabolizma hızı gibi kişisel faktörleri dikkate alarak, ısı dengesi denklemleri ve deneysel veriler temelinde geliştirilmiştir. Ancak günümüzdeki çalışmalarda cinsiyet, kilo ve hatta yapı kullanıcı kültürlerinin bile ısıl konfora etki ettiği belirlenmiştir. Hatta literatürde ilk kez, TÜBİTAK destekli iki projede (120M890 ve 125M026), benim yürütücülüğüm ve Yüksek Makine Mühendisleri Mehmet Furkan Özbey ve Yousif Abed Saleh Saleh ile Başkent Üniversitesi Güzel Sanatlar, Tasarım ve Mimarlık Fakültesi Mimarlık bölümünden Araştırma Görevlisi Ceren Gül Sungun’un çalışmalarıyla kişi duygu durumlarının bina kullanıcıların ısıl konforuna etki ettiği ortaya çıkarılmış ve kişi duygu durumuna göre kendini adapte eden HVAC cihazı üretimine başlanmıştır (4). Ayrıca, literatürde ilk kez kişi duygu durumunun ısıl konfara etkisini gösteren “Turhan ve Özbey Katsayıları” geliştirilmiştir.
Kullanıcı Duygu Durumu Isıl Konforu Nasıl Etkiler?
Araştırma sonuçları iyimser ya da kötümser ruh hâlindeki bireylerin, aynı ortam sıcaklığında bulunmalarına rağmen, ortamı nötr duygusal durumda olan bireylere kıyasla daha sıcak algıladıklarını ortaya koymuştur. Bu etki, duygu durumunun daha uç noktalarda olduğu (örneğin çok iyimser veya çok kötümser) senaryolarda daha belirgin hâle gelmektedir. Benzer şekilde, daha düşük PMV değerlerine sahip (serin) ortamlarda da ruh hâli, bireyin ortamı daha sıcak algılamasına neden olabilmektedir. Böylece gereksiz bir enerji tüketimi ortaya çıkmaktadır.
Elde edilen bulgular, psikolojik değişkenlerin ısıl konfor algısında dikkate alınması gereken önemli bir etken olduğunu ortaya koymaktadır. Bu doğrultuda, bireylerin toplam 65 farklı anlık duygu durumunu dikkate alan, kişiselleştirilmiş termal konfor yaklaşımlarına yönelik yeni nesil HVAC sistemleri üzerine çalışmalar devam etmektedir. Bu çalışmalar sonucunda geleceğin akıllı binalarında kullanıcıların duygu durumlarını da dikkate alan HVAC cihazları kullanılacak ve binalarda gereksiz enerji kullanımı azaltılacaktır.
Kullanıcı Konforu Odaklı, Akıllı ve Enerji Verimli Yapılar
Kullanıcı odaklı iklimlendirme ile, yalnızca bireylerin ısıl konforunu sağlamakla kalmayıp aynı zamanda yapıların enerji verimliliğini artırarak çevresel sürdürülebilirliğe katkıda bulunan akıllı bir iklimlendirme sisteminin geliştirilmesi hedeflenmektedir.
Giyilebilir teknoloji kullanılarak bireylerin anlık fizyolojik ve psikolojik verilerinin analiz edilmesi sayesinde, mevcut ASHRAE 55 ve ISO 7730 gibi uluslararası standartların ötesine geçen, daha kapsamlı ve kişiselleştirilmiş bir ısıl konfor modeli önerilmektedir. Böylece geleceğin akıllı binalarında şu gelişmeler yaşanacaktır:
Akıllı HVAC Cihazı Prototipi
Kullanıcının psikolojik duygu durumunu da dikkate alan, kişiselleştirilmiş ısıtma / soğutma sağlayan bir akıllı HVAC prototipi geliştirilecektir. Sistemler, duygu durumuna dayalı gerçek zamanlı veri ile uyumlu çalışacak şekilde tasarlanacaktır.
Enerji Verimliliği ve Karbon Emisyonu Azalımı
Literatürde, binalarda tüketilen enerjinin %40’a varan kısmının ısıtma – soğutma sistemlerinden kaynaklandığı bilinmektedir. Geliştirilen yeni sistemlerle, yalnızca ihtiyaç duyulan alan ve düzeyde iklimlendirme yaparak gereksiz enerji tüketimini önleyecek, böylece karbon emisyonlarının azaltılmasına katkı sağlanacaktır.
Avrupa Birliği Enerji Politikalarına Uyum
Geliştirilecek sistemler, Avrupa Komisyonu tarafından revize edilen Binalarda Enerji Performans Yönetmeliği kapsamında tanımlanan Smart Readiness Indicator (SRI) ile uyumlu olacak şekilde geliştirilecektir. Kişi odaklı iklimlendirme, binaların akıllı sistem yeterliliğini artırarak enerji performanslarını da iyileştirecektir.
Sürdürülebilir Kalkınma Hedeflerine Katkı
Bu sistemlerin Avrupa Birliği’nin sürdürülebilir kalkınma amaçları kapsamında belirlediği, (3. madde: Sağlıklı bireyler, 11. madde: Sürdürülebilir şehirler ve yaşam alanları, 13. madde: İklim eylemi) başlıklara doğrudan katkı sunması beklenmektedir.
Yerli Üretim ve Ekonomik Katma Değer
Türk mimar ve mühendislerinden oluşan ekiplerce geliştirilen yeni sistemler kapsamında cihazların patentlenmesi ve sonrasında sanayi iş birliğiyle seri üretime geçirilmesi hedeflenmiştir. Böylece, yerli üretimle Türkiye’nin HVAC sektöründeki ithalat bağımlılığının azaltılması ve ulusal teknolojik kapasitenin artırılması amaçlanmıştır. Enerji tasarrufu yoluyla ekonomik kazanç sağlanacak, aynı zamanda çevresel etkiler de minimuma indirilecektir.
Referanslar:
(1) Fanger PO. Thermal comfort. Analysis and applications in environmental engineering. Danish Technical Press, Denmark, 1970. ISBN: 9788757103410
https://www.cabidigitallibrary.org/doi/full/10.5555/19722700268
(2) American National Standards Institute. Thermal environmental conditions for human occupancy ASHRAE-55. American Society of Heating, Refrigerating and Air-Conditioning Engineers; 2020.
(3) Ergonomics of the Thermal Environment – Analytical Determination and Interpretation of Thermal Comfort Using Calculation of the PMV and PPD Indices and Local Thermal Comfort Criteria, International Organization for Standardization, Geneva. 2005.
https://www.iso.org/standard/39155.html
(4) Turhan, C.; Özbey, M.F.; Çeter, A.E.; Akkurt, G.G. A Novel Data-Driven Model for the Effect of Mood State on Thermal Sensation. Buildings 2023, 13, 1662.
