Işık Rafı Başarımlarının Genetik Algoritma ile Eniyilenmesi
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MİMARLIK ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2021
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: HIZIR GÖKHAN UYDURAN
Danışman: Şensin Yağmur
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günışığının binalarda enerji etkin bilinç ile kullanımı yapay aydınlatma yükü üzerindeki etkisi kadar, ısıtma ve soğutma yükleri üzerindeki etkisinin de etüt edilmesi ile mümkündür. İklim, mevsim ve günün saatine göre koşulların değişken olması sebebiyle bahsedilen çok yönlü değerlendirmelerin yapılması güç olmaktadır. Bu çalışmada amaç; günışığının verimli kullanılmasına yönelik geliştirilmiş ışık rafı sistemleri ile ilgili tasarım kararlarının kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi ve enerji tüketiminin tüm yönleri ile incelenip eniyilenmesidir. Çalışmada öncelikle ışık rafı sistemi başarımlarının değerlendirilmesine yönelik günümüze kadar yapılan çalışmaların yöntemleri incelenmiştir. Daha sonra, araştırmada kullanılan benzetim araçları ve eniyileme yöntemi hakkında bilgi verilmiş ve Rhino programının görsel kodlama eklentisi olan Grasshopper kullanılarak iş akışı oluşturulmuştur. Benzetimler ise Radiance ve EnergyPlus benzetim motorlarına bir ara yüz sağlayan Ladybug/Honeybee eklentileri tarafından yürütülmüştür. İki aşamalı çalışmanın ilk aşamasında benzetim yöntemi kullanılarak ışık rafının sadece içeride ya da sadece dışarıda olması durumu ele alınmıştır. 9 farklı hacim ve 90 farklı ışık rafı durumu için 810 seçenek sınanmıştır. Hesaplamalarda ışık raflarının; doğal aydınlatmaya katkısı ile yapay aydınlatma, ısıtma ve soğutma yüklerine etkileri bir arada değerlendirilmiştir. Bu sayede eniyileme aşamasında gözlemlenmesi mümkün olmayan sistematik bir inceleme yapılmıştır. İkinci aşamada, ışık raflarının başarımlarının genetik algoritma ile eniyilenmesi için, 6 farklı hacim senaryosunda 6.900.000 elemana sahip çözüm kümesi oluşmuş ve 1.250 çözüm denenerek en iyi çözümler kümesi elde edilmiştir. Eniyi çözümler kümesinde doğal aydınlatma kazanımı ile soğutma, ısıtma ve yapay aydınlatma yükleri açısından eniyi başarım gösteren elemanlar incelenmiş ve ışık rafının bulunmadığı duruma göre daha iyi olan elemanlar kümesi filtrelenmiştir. Yapılan çalışmada benzetim yöntemi kullanılarak ışık raflarının; eğim açısı, raf yüksekliği, raf derinliği, hacim derinliği ve cephenin saydamlık oranı durumlarının doğal aydınlatmaya etkisinin yanı sıra enerji tüketimine etkisi de değerlendirilmiştir. Yapılan bu çok yönlü değerlendirmeler, ışık raflarının enerji etkin kullanımının bütüncül değerlendirilmesi açısından literatüre yeni bir bakış açısı kazandırmıştır. Ayrıca evrimsel algoritma ile yapılan eniyileme sayesinde tasarımcılar için pratik çözüm önerileri ortaya konulmuştur.