×

İlköğretim Dersliklerinde Gün Işığı Performansının TS EN 17037 Standardı Açısından Değerlendirilmesi


 
İlköğretim Dersliklerinde Gün Işığı Performansının TS EN 17037 Standardı Açısından Değerlendirilmesine İlişkin Bir Çalışma 

Pınar Bircan, Alpin Köknel Yener 


1-Giriş

Küreselleşen dünyada minimum enerji tüketimi ilkesi ile oluşturulacak binaların önemi oldukça büyüktür. Bu amaçla günümüzde, binalarda aktif sistemler tarafından tüketilen enerjinin minimize edilmesi, bir başka deyişle doğal kaynakların etkin kullanılması hedeflenmektedir. Doğal ışık kaynağı olarak günışığının etkin kullanımı, aydınlatma amacıyla ihtiyaç duyulan enerjinin minimize edilmesine olanak sağlarken, kullanıcıları psikolojik ve biyolojik olarak olumlu etkilemektedir.

Görsel aktivitelerin gün boyunca yoğun olarak gerçekleştirilmesi nedeniyle eğitim binalarında günışığının etkin kullanımı; enerji, konfor ve sağlık açılarından önemle üzerinde durulması gereken bir konudur. Günışığı kullanımı, öğrenme üzerinde faydalı olmakta ve öğrencilerin bu konuya dâhil edilmeleriyle enerjinin verimli kullanılması bilinci oluşturulabilmektedir. Öğrencilerin derslerde göstermiş oldukları performansın doğal ışık miktarı ile bağlantılı olduğu yapılan deneysel çalışmalar ile ortaya konmuştur [1, 2].

Ülkemizde ilköğretim binalarının tasarımı ve yapımı için Milli Eğitim Bakanlığı tarafından hazırlanmış olan tip projelerin detaylandırılmasına ilişkin Eğitim Yapıları Asgari Tasarım Standartları Kılavuzu, günışığı açıklıklarının tasarımına ilişkin bazı öneriler içermektedir [3]. Bu çalışmada, söz konusu kılavuz çerçevesinde ele alınan derslik hacimlerinde sağlanan günışığı performansının “TS EN 17037 Binalarda Günışığı” standardında belirtilen kriterler doğrultusunda değerlendirilmesi hedeflenmiştir [4].

2. MEB Eğitim Yapıları Asgari Tasarım Standardları Kılavuzu 

Milli Eğitim Bakanlığı İnşaat ve Emlak Dairesi Başkanlığı’nın 2015 yılında yayınlamış olduğu Eğitim Yapıları Asgari Tasarım Standartları Kılavuzu; projelerde uyulması gereken standartları anlatan ve planlamalara yön veren bir kılavuz olarak hazırlanmıştır [3]. Dersliklerin yönlendirilmesiyle ilgili öneriler iklim bölgelerine bağlı olarak verilmiş, derslik tasarımının öğrencilerin sol taraftan gün ışığı alacak şekilde olması gerektiği belirtilmiştir. Aydınlık düzeyi genel eğitim alanlarında en az 300 lx, Kütüphane ve laboratuarlarda en az 500 lx, koridor vb. alanlarda en az 150 lx olmalıdır. Derslik pencerelerinin alanının taban alanına oranı en az % 25 olmalıdır. Bu oran bulunduğu iklim bölgesinin özelliklerine bağlı olarak %50 oranına kadar arttırılabilir. Sıcak nemli ve sıcak kuru iklim bölgelerinde pencereler ile sağlanacak doğal havalandırma önemlidir. Güneş ışığını en az geçiren, en fazla yansıtan cam türleri kullanılmalıdır. Güney yönündeki pencereler, söveler, güneş kırıcılar, seperatörler gibi gölge oluşturacak mimari elemanlarla desteklenmelidir [3].

3. TS EN 17037  Binalarda Günışığı Standardı 

TS EN 17037Binalarda Günışığı Standardı CEN/TC 169 “Lightandlighting - Işık ve aydınlatma” Teknik Komitesi tarafından hazırlanmış, CEN tarafından 29.07.2018 tarihinde onaylanmış ve Türk Standardları Enstitüsü Teknik Kurulu'nun 28.01.2019 tarihli toplantısında Türk Standardı olarak kabul edilerek yayımına karar verilmiştir. Bu standartta mekânlarda günışığının minimum performansını tanımlamaktadır. Günışığı ile aydınlatılan hacimler için; Minimum Günışığı Sağlanması, Minimum Dış Görüşün Sağlanması, Minimum Güneş Işığına Maruz Kalma ve Minimum Kamaşma Kontrolü başlıkları altında öneriler sunmaktadır. Bu standart, günışığının herhangi bir tipolojideki binanın aydınlatma gereksinimlerine önemli derecede katkısının olması gerektiğini öne sürmektedir. Pencere ve çatı ışıklıkları yıl boyunca yeterli günışığını sağlamak üzere uygun boyutlara sahip olmalıdırlar. Bir mekânda alanın belirli bir yüzdesinde yıllık günışığı saatlerinin en az %50’sinde minimum hedef aydınlık düzeyinin sağlanması “minimum günışığının sağlanması” anlamına gelmektedir.

Bu çalışmada MEB kılavuzuna uygun olarak tasarlanan derslik hacminin standartta verilen kriterlerden minimum günışığının sağlanması kriterine göre değerlendirilmesi hedeflenmektedir. Minimum günışığının sağlanması kriteri Çizelge 1’de açıklanmıştır. Hedef günışığı faktörü DT, Minimum hedef günışığı faktörü DTM, yıl boyunca gündüz saatlerinin yarısından fazlasında 300 lx değerini sağlayan günışığı faktörü D300, yıl boyunca gündüz saatlerinin yarısından fazlasında 100 lx değerini sağlayan günışığı faktörü D100 olarak ifade edilmiştir.


Çizelge 1. TS EN 17037 Binalarda Günışığı Standardına Göre Minimum Günışığının Sağlanması Kriteri

Avrupa Standartlar Komitesine (CEN) üye ülkelerin başkentleri için Ev,d,med  (gökten gelen yayınık ışığın yatayda oluşturduğu medyan aydınlık düzeyi) değerleri ve buna bağlı olarak hacimde sağlanması gereken minimum ortalama günışığı faktörü verilmiştir. Ankara ili için Ev,d,med=19 000lx olarak verilmiş, hacimlerde günışığı saatlerinin %50'sinde 300 lx değerinin sağlanması için Minimum Günışığı faktörü %1.6 ve 100 lx için %0.5 olarak belirtilmiştir [4].

4. Ele Alınan Derslik İçin Günışığı Performansı Değerlendirme Çalışması

Eğitim Yapıları Asgari Tasarım Standartları Kılavuzu’nda yer alan öneriler doğrultusunda 30 öğrenci kapasiteli olarak tasarlanan derslik hacmi, kişi başına minimum 1.60m2alan sağlayacak biçimde 6.80x7.70x3.80 m olarak boyutlandırılmıştır. Derslik iç yüzeylerinin ışık yansıtma katsayıları TS EN 12464-1 standardına uygun olarak duvarlar için 0.55, tavan için 0.70 ve döşeme için 0.30 alınmıştır [5]. Pencere camının ışık geçirme katsayısı Milli Eğitim Bakanlığı İnşaat ve Emlak Dairesi Başkanlığı tarafından 2015 yılında yayınlanan Eğitim Kurumları İnşaatları İnşaat İşleri Mahal Listeleri ve Açıklamaları yayını baz alınarak 0.60 alınmıştır [6]. Senaryo 1’de, günışığı açıklığı tasarımı MEB kılavuzunda önerilen “Pencere Alanı/Taban Alanı = minimum %25” kriterini sağlayacak biçimde yapılmış, cepheye 1.70x1.95 m boyutlarında 4 adet pencere yerleştirilmiştir. Pencerelerin bitmiş döşeme kotundan yüksekliği kılavuzun belirttiği şekilde 0.90 m’dir. Çizelge 2’de Senaryo 1’e ilişkin hacim özellikleri ve pencere bilgileri verilmiştir.


Çizelge 2. Senaryo 1-Hacim özellikleri ve pencere bilgileri


DIALuxevo simülasyon programı ile Kapalı Gök Koşulu altında Günışığı Faktörü hesaplamaları gerçekleştirilmiş ve Senaryo 1 için ortalama günışığı faktörü %2.28 olarak hesaplanmıştır. Hesaplanan bu değer, Ankara’da ele alınan derslik alanının %50’sinde ortalama 300 lx günışığı aydınlığının sağlanması için gerekli olan %1.60 değerinin üzerindedir.

TS EN17037 standardında sunulan minimum değeri gerçekleştirmek üzere cephesine 1.50x1.70 m boyutlarında 4 adet pencere yerleştirilen yeni bir derslik oluşturulmuştur. Senaryo 2 olarak adlandırılan bu dersliğe ilişkin hacim özellikleri ve pencere bilgileri Çizelge 3’te verilmiştir.


Çizelge 3. Senaryo 2-Hacim özellikleri ve pencere bilgileri

Kapalı Gök Koşulu altında Günışığı Faktörü hesaplamaları gerçekleştirilen Derslik S1 için gün ışığı faktörü ortalama değeri ve değer eğrileri Şekil 1’de verilmiştir.


 
Şekil 1. Senaryo 1 için Gün ışığı faktörü ve değer eğrileri

Yapılan simülasyonlar sonucunda elde edilen %2.28 oranındaki gün ışığı faktörü standardın (%1.60) üzerinde bir sonuç vermiştir. Derslik hacmi aynı tutularak pencere alanı/taban alanı oranı %19,48’e düşürülen Derslik S2’de ise gün ışığı faktörü %1.60 olarak hesaplanmıştır. Derslik S2 için gün ışığı faktörü ortalama değeri ve değer eğrileri Şekil 2’de verilmiştir.

Şekil 2. Senaryo 2 için Gün ışığı faktörü ve değer eğrileri

Alınan gün ışığı faktörü sonuçlarına göre her iki derslik hacmi için de günışığı saatlerinin %50'sinde 300 lx değerinin sağlanması için Minimum Günışığı faktörü %1.6 ve 100 lx için gerekli %0.5 Minimum Günışığı faktörünün sağlandığı görülmektedir. Ancak yıl içerisindeki aydınlık düzeyi dağılımının sonuçlarını değerlendirmek ve karşılaştırmak amacı ile pencere tasarımları birbirinden farklı olan Senaryo 1 ve Senaryo 2 için belirlenen temsili gün ve saatlerde DIALuxevo programı ile simülasyonlar yapılmıştır.

Derslik hacimlerinde sağlanması gereken ortalama aydınlık düzeyi 300 lx değerinin yıllık kullanım saatleri baz alınarak değerlendirilmesi hedeflenmiştir. Ancak Çizelge 1’de verilen kriterlere göre bu değerin yıllık günışığı saatlerinin %50'sinde, mekanın %50’sinde sağlanması gerekmektedir. Mekânın %952inde sağlanması gereken değer ise 100 lx olarak verilmiştir. Bu nedenle Senaryo 1 ve 2’nin yıllık günışığı performansı 2 farklı zaman çizelgesi dikkate alınarak, mekanın %50’si ve mekanın %95’i için ayrı ayrı değerlendirilmiştir.

2018-2019 eğitim dönemi başlangıç ve bitiş tarihleri dikkate alınarak 15 Eylül-15 Haziran tarihleri arasındaki hafta içi günler ve günlük 9 saat çalışma süresi ele alındığında toplam 1755 saat kullanım süresi belirlenmiş, bu zaman aralığını temsilen 15 Ekim, 15 Ocak ve 15 Nisan tarihlerinde saat 9.00, 12.00 ve 15.00 için simülasyonlar gerçekleştirilmiştir.

Yıllık günışığı saatlerini baz alan değerlendirmede ise 15 Ekim, 15 Ocak, 15 Nisan ve 15 Temmuz tarihlerinde saat 9.00, 12.00 ve 15.00 için simülasyonlar yapılarak toplam 4380 saat ele alınmıştır.

Temsili saatler standardın belirttiği üzere yıllık gün saatini temsilen ve çalışmaya ek olarak okul çalışma saatleri için belirlenmiştir. Çalışmanın yıllık çalışma saatleri açısından da değerlendirilmesindeki amaç mekânın işlevine bağlı olarak da standart çerçevesinde verilen önerilerin gerçekleşme durumunun değerlendirilmesidir.


Aydınlatma simülasyonları, standardın belirttiği şekilde CIE Kapalı Gök Koşullarında (ISO 15469:2004), cam kirlenme faktörü hesaba katılarak ve CIE 171:2006 yayınında tanımlanan araçlarla yapılmıştır [7,8]. Simülasyonlarda, döşemeden 0.80m yükseklikte ele alınan yatay çalışma düzlemi mekânın %95’ini ve %50’sini kapsayacak şekilde 2 farklı hesap yüzeyi olarak ele alınmıştır. Çizelge 4’te simülasyon sonuçları görülmektedir, gri hücreler Çizelge 1’de verilen referans değerin altında kalan değerleri ifade etmektedir. Tüm değerler temsil ettikleri saatler ile çarpılarak yıllık değerlendirmeye katılmaktadır.

Çizelge4. S1 ve S2 senaryolarında kapalı gök koşulunda gerçekleşen yıllık günışığı aydınlığı simülasyon sonuçları



Gerçekleştirilen simülasyonlar sonucunda;
  • S1 dersliğinde, Kapalı Gök Koşulları altında mekânın tamamında Yıllık Gün Saatlerinin %94’ünde yeterli günışığının sağlandığı, ancak mekânın %50’sinde Ocak ayının temsil ettiği dönem dışında kalan zamanlarda özellikle pencereye yakın bölgelerde görsel konforu olumsuz etkileyebilecek yüksek aydınlık düzeylerinin gerçekleştiği görülmektedir.
  • S1 dersliğinde yıllık çalışma saatlerinin %89’unda hedeflenen aydınlık düzeyi sağlanabilmektedir.
  • S2 dersliğinde ise Yıllık Gün Saatlerinin %74’ünde, çalışma saatlerinin %57’sinde hedeflenen aydınlık düzeyine ulaşılmıştır. Ocak ayının temsil ettiği dönem dışında kalan zamanlarda özellikle pencereye yakın bölgelerde görsel konforu olumsuz etkileyebilecek yüksek aydınlık düzeylerinin gerçekleştiği görülmektedir.
Şekil 1’de her iki derslikte Ocak ayında saat 9.00, 12.00 ve 15.00için yapılan simülasyonlarla elde edilen aydınlık düzeyi değer eğrileri verilmiştir. Ocak ayı Saat 9.00 için yapılan simülasyonlarda aydınlık düzeyinin her iki derslik için de mekânın tamamında 100 lx’ün, mekânın %50’sinde de 300 lx’ün oldukça altına düştüğü görülmektedir. Ocak ayının temsil ettiği kış aylarında her iki derslikte pencereye uzak bölgelerin yeterli günışığı alamadığı, öğrencilerin görsel konfor açısından olumsuz etkilenebileceği ve bu dönemde yapay aydınlatmaya ihtiyaç duyulduğu görülmektedir.


Şekil 3. Senaryo 1 ve 2 için 15 Ocak tarihinde aydınlık düzeyleri değer eğrileri

5. Sonuç

Bu çalışmada, Eğitim Yapıları Asgari Tasarım Standartları Kılavuzu çerçevesinde ele alınan bir derslik hacminde sağlanan günışığı performansının “TS EN 17037 Binalarda Günışığı” standardında belirtilen kriterler doğrultusunda değerlendirilmesi yapılmıştır.

Yapılan simülasyon çalışmaları sonucunda; söz konusu kılavuzda yer alan günışığı açıklığına ilişkinPencere Alanı/Taban Alanı oranının TS EN 17037 Binalarda Günışığı standardında tanımlanan Minimum Günışığı konusundaki kriteri sağladığı, ancak eğitim yapılarında görsel konfor koşullarının sağlanması açısından daha detaylı değerlendirmelerin gerekli olduğu ortaya konulmuştur. Günışığının gün içindeki ve yıl içindeki değişkenliği göz önüne alınarak, yeterli aydınlığın sağlanması, dış ortam ile yeterli görsel bağlantı, güneşten yararlanma ve kamaşmanın önlenmesi kriterlerinin eğitim yapıları tasarımında kılavuz niteliği taşıyan yayınlarda ayrıntılı olarak yer alması faydalı olacaktır.

Kaynakça 


 Bu makale 12. Ulusal Aydınlatma Kongresinde bildiri olarak yayınlanmıştır. 
  1. Heschong L. Wright R. L. , Daylighting and Human Performance: LatestFindings (2002)
  2. Şansal, K. E. (2013). Effects of Natural light on the psychological well-being and performance in a population of school children. 9. Ulusal Aydınlatma Kongresi Bildiri Kitabı (285-288). İstanbul.
  3. Milli Eğitim Bakanlığı İnşaat ve Emlak Dairesi Başkanlığı, Asgari Tasarım Standartları Kılavuzu (2015)
  4. TS-EN 17037. (2019). Binalarda Gün ışığı, Türk Standartları Enstitüsü
  5. TS-EN 12464. (2013). Işık ve aydınlatma - Çalışma yerlerinin aydınlatılması - Bölüm 1: Kapalı çalışma alanları, Türk Standartları Enstitüsü.
  6. Milli Eğitim Bakanlığı İnşaat ve Emlak Dairesi Başkanlığı, İnşaat Teknik Şartname Mahal Listesi  (2015)
  7. ISO 15469:2004 (2004) Spatial distribution of daylight
  8. CIE Publication. (2006). No: 171:2006, Test Cases to Assess the Accuracy of Lighting Computer Programs, Viyana.
Paylaş:
E-BÜLTEN KAYIT
Güncel makalelerimizden haberdar olmak için e-bültene kayıt olun!
Sosyal Medyada Bizi Takip Edin!
E-Bülten Kayıt