ORTAÖĞRETİM KURUMLARINDA GALERİ KULLANIMININDOĞAL HAVALANDIRMAYA ETKİSİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ ANALİZİ İLE DEĞERLENDİRİLMESİ;MUŞ İLİ ÖRNEĞİ

Abstract

İç mekân hava kalitesi, yapı konforunun sağlanması ve kullanıcı sağlığının korunması açısından belirleyici unsur olarak öne çıkmaktadır. COVID-19 salgını sonrasında kapalı mekânlarda temiz ve sağlıklı hava dolaşımının önemi belirgin hâle gelmiş, bu durum doğal havalandırma stratejilerine olan ilgiyi artırmıştır. Bu bağlamda eğitim yapılarında enerji verimliliği ile doğal havalandırma performansının birlikte değerlendirilmesi, mimari tasarım ve yapı fiziği alanında önemli bir araştırma konusu hâline gelmiştir. Mekanik sistemlere bağlı kalmaksızın, mimari tasarım kararlarıyla yönlendirilen doğal havalandırma; pencere yerleşimi, açıklık oranları ve mekânsal organizasyon gibi tasarım parametreleriyle doğrudan ilişkilidir. Kullanıcı yoğunluğunun yüksek olduğu eğitim yapılarında yetersiz iç hava kalitesi; dikkat kaybı, yorgunluk ve solunum yolu rahatsızlıkları gibi olumsuz etkilere yol açarak hasta bina sendromu riskini artırmaktadır. Bu tez çalışmasında, ortaöğretim yapılarında farklı plan tipolojilerinin doğal havalandırma performansı üzerindeki etkileri karşılaştırmalı olarak ele alınmıştır. İncelenen okul yapılarında iç hava kalitesini değerlendirmek amacıyla PM2.5, CO?, bağıl nem, sıcaklık ve rüzgâr hızı parametreleri doğrultusunda yerinde ölçümler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen ölçüm verileri, kullanıcı algısını ortaya koyan anket sonuçları ve simülasyon çıktılarıyla karşılaştırılarak analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında galerisiz plan tipine sahip Şehit Yücel Kurtoğlu Güzel Sanatlar Lisesi ile galerili plan tipine sahip Muş Anadolu İmam Hatip Lisesi ele alınmış ve her iki yapı için doğal havalandırmayı iyileştirmeye yönelik senaryolar geliştirilmiştir. Bu senaryoların sayısal analizleri Ansys Fluent yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, eğitim yapılarında plan tipolojisi, açıklık kurgusu ve düşey mekânsal sürekliliğinin havalandırma performansı üzerinde belirleyici olduğu ortaya konmuş; erken tasarım aşamasında HAD destekli senaryo analizlerinin, sağlıklı ve kullanıcı odaklı mekânların oluşturulmasında kritik bir tasarım aracı olduğu görülmektedir. Bu çalışma özelinde geliştirilen tasarım senaryolarının ise her iki plan tipinde de iyileşme sağladığı ve galerili plan tipinde senaryo çıktılarının ASHRAE standartlarını yakaladığı ancak galerisiz plan tipine sahip eğitim yapılarında bu iyileşmenin yeterli seviyeye ulaşmadığını göstermiştir. Sonuç olarak, sürdürülebilir ve sağlıklı eğitim yapılarının tasarımına yönelik öneriler ortaya konmuştur.

Indoor air quality stands out as a decisive factor in ensuring building comfort and protecting user health. Following the COVID-19 pandemic, the importance of clean and healthy air circulation in enclosed spaces has become evident, increasing interest in natural ventilation strategies. In this context, the combined evaluation of energy efficiency and natural ventilation performance in educational buildings has become a significant research topic in the fields of architectural design and building physics. Natural ventilation, guided by architectural design decisions and independent of mechanical systems, is directly related to design parameters such as window placement, opening ratios, and spatial organization. In educational buildings with high user density, inadequate indoor air quality leads to negative effects such as attention deficit, fatigue, and respiratory problems, increasing the risk of sick building syndrome. This thesis comparatively examines the effects of different plan typologies on natural ventilation performance in secondary school buildings. To evaluate indoor air quality in the studied school buildings, on-site measurements were conducted based on PM2.5, CO?, relative humidity, temperature, and wind speed parameters. The obtained measurement data were analyzed by comparing them with survey results revealing user perceptions and simulation outputs. This study examined the Şehit Yücel Kurtoğlu Fine Arts High School, which has a gallery-less plan type, and the Muş Anatolian Imam Hatip High School, which has a gallery-equipped plan type, and developed scenarios to improve natural ventilation for both buildings. Numerical analyses of these scenarios were performed using Ansys Fluent software. The findings revealed that plan typology, opening configuration, and vertical spatial continuity are decisive factors in ventilation performance in educational buildings; and that CFD-supported scenario analyses in the early design phase are a critical design tool in creating healthy and user-oriented spaces. The design scenarios developed specifically for this study showed improvement in both plan types, and while the scenario outputs for the gallery-equipped plan type met ASHRAE standards, this improvement was not sufficient in educational buildings with gallery-less plan types. In conclusion, recommendations for the design of sustainable and healthy educational buildings are presented.