TS EN 17037 Binalarda Günışığı Standardı ve Uygulaması

Metin: Dr. Feride Şener Yılmaz, EcoBEAM

1. Giriş

Mimaride günışığı kullanımı, binalarda istenen görsel konfor koşullarının sağlanması ve bina aydınlatma enerjisi gereksinimlerinin en aza indirgenmesi açılarından önem taşımaktadır.

Avrupa’da binalarda enerji performansının arttırılması ve CO₂ salımının azaltılması hedefiyle 2002 yılında yürürlüğe giren Binalarda Enerji Performansı Direktifi (EPBD), 30 Mayıs 2018 tarihinde güncellenerek görsel konfor koşullarının sağlanması için gerekli önlemlerin alınması ve pasif bina sistemlerin kullanımının desteklenmesi kavramları gündeme getirilerek revize edilmiştir (European Union Directive 2018/844). Bu hedefle, binalarda pasif sistem olarak günışığı kullanımına yönelik performans ölçütlerinin tanımlandığı EN 17037:2018 Avrupa Birliği Standardı, Haziran 2019 tarihinde Avrupa Standardizasyon Komitesi tarafınca yürürlüğe konmuştur (EN 17037:2018). Bu standart konut ve konut dışı binaları kapsamakta olup 28.01.2019 tarihinde Türk Standardları Enstitüsü tarafından yayımlanmıştır (TS EN:17037:2019).

İlgili standart, binalarda günışığı performansının değerlendirilmesi hedefiyle belirlenen ölçütleri ve günışığı performans değerlendirmesinde kullanılabilecek yöntemleri içermektedir.

2. TS EN 17037:2019 Binalarda Günışığı Standardı Performans Ölçütleri

TS EN 17037:2019 Binalarda Günışığı Standardı’nda yer alan günışığı performans ölçütleri, dört alt başlık altında ele alınmaktadır. 

• 2.1 Binalarda yeterli günışığı aydınlığının sağlanması

Binalarda yeterli günışığı aydınlığının sağlanması hedefiyle standartta Günışığı Faktörü ve Detaylı Günışığı Modellemesi tabanlı iki farklı değerlendirme yönteminin kullanımı önerilerek binalarda sağlanması istenen günışığı ölçütlerine yer verilmiştir. 

Günışığı Faktörü Yöntemi: TS EN 17037:2019 Binalarda Günışığı Standardı’nda, binalarda yeterli günışığı aydınlığının sağlanması için kullanımı önerilen yöntemin ilki (basitleştirilmiş yöntem), iç mekanlarda çalışma düzlemi üzerinde oluşan günışığı aydınlığının, engellenmemiş CIE Kapalı Göğü altında eş zamanlı olarak dış yatay düzlemde oluşan aydınlığa oranı olarak tanımlanan Günışığı Faktörü yöntemidir.

İlgili standartta hacimler için günışığı faktörü değerinin ISO 15469:2004 yöntemi ile hesaplanması önerilmektedir (ISO. 15469:2004). Standartta binaların günışığı performansı açısından değerlendirilmesi, günışığı açıklıklarının düşey (pencereler) ya da yatay (çatı ışıklıkları) olması durumlarına göre değişkenlik göstermektedir. Düşey açıklıklara sahip mekanlar için günışığı performans değerlerine ilişkin sınıflandırma, hedeflenen aydınlık düzeyinin mekanda sağlanması ve hedeflenen minimum aydınlık düzeyinin mekanda sağlanması şeklindedir.

Yatay günışığı açıklarına sahip mekanların günışığı performansı açısından değerlendirilmesinde ise sadece hedeflenen aydınlık düzeyinin mekanın %95’inde sağlanması koşulu esas alınmaktadır. Şekil 1’de binalarda günışığı performansına yönelik sınıflandırma, düşey ve yatay günışığı açıklarına sahip mekanlar için hedeflenen aydınlık düzeyi ve hedeflenen minimum aydınlık düzeyine bağlı olarak verilmiştir.

TS EN 17037:2019 Standardı kapsamında, Avrupa ülkeleri başkentleri için binalarda hedeflenen aydınlık düzeylerine bağlı olarak sağlanması istenen günışığı faktörü değerleri yer almaktadır. Hesaplamalarda doğal ve fiziksel tasarım parametrelerinin dikkate alınması istenmekte ve gerçekleştirilen kabullerinin belirtilmesi beklenmektedir. Ayrıca, hesap yüzeyi grid aralıkları ve yüksekliğine ilişkin bilgilere standartta yer verilmiştir. 

Detaylı Günışığı Modellemesi Yöntemi:  Bu yöntem, standart yıllık meteorolojik veriler yardımı ile güneş ve gök koşullarına ilişkin verilere dayalı olarak ele alınan bina için detaylı günışığı modellemesi ile iç mekanda oluşan günışığı aydınlığının yıllık ve saatlik olarak saptanmasını temel almaktadır. Binalarda günışığı performansının bu yöntem uyarınca hesaplanması için akredite edilmiş günışığı simülasyon programlarının kullanımı gerekmektedir. 

Bu hesap yönteminin tercihinde, mekanlarda gerçekleştirilmesi istenen kriterler şu şekildedir:

• Hedef aydınlık düzeyinin (E_H), mekan genelinin %50’sinde ve yıllık 2190 saat için günışığı ile sağlanması, 
• Hedeflenen minimum aydınlık düzeyinin (E_HM), mekanın %95’inde yıllık 2190 saat için günışığı ile elde edilmesi.

Bu yöntem, hem yatay hem de düşey açıklıklara sahip mekanlar için uygulanabilir niteliktedir.

• 2.2. Binalarda dış görüşün sağlanması

Dış görüş konusu mekan tasarımında önemli bir parametre olup optimum bir dış görüşün bina kullanıcılarına fizyolojik ve psikolojik anlamda olumlu etkiler sağladığı bilinmektedir. TS EN 17037:2019 Binalarda Günışığı standardında dış görüşe ilişkin olarak binalarda sağlanması beklenen ölçütler, yatay görüş açısı, dış görüş mesafesi ve görünür katmanların özellikleri başlıklarında ele alınmıştır (Şekil 2). Dış görüş için sağlanması istenen ölçütler şu şekildedir:

• Saydam yüzeylerde kullanılan malzemelerin kolay algılanan bir dış görüş sağlaması,
• Kullanım alanlarında ele alınan referans noktalar için elde edilen yatay görüş açısının istenen minimum koşulları sağlaması,
• Kullanım alanlarında görünür doğal/yapma çevreye uzaklığın istenen minimum koşulları sağlaması,
• Kullanım alanlarında en az bir katmanın (yapma/ doğal çevrenin) gün ışığı açıklıklarından görünürlüğünün sağlanması.

Tablo 1’de TS EN 17037:2019 standardı kapsamında binalarda dış görüşün sağlanması için tanımlanan ölçütlere yer verilmiştir. Burada dış çevre görünür katman özellikleri; gök parçası, yapma/doğal çevre ve zemin olmak üzere üç farklı kategoride değerlendirilmekte ve kullanılan mekanın en az % 75’inden görülen katmanların niteliklerine göre dış görüş değerlendirmesi gerçekleştirilmektedir.

• 2.3 Binalarda yeterli güneş ışığının iç mekana alınması ve güneşlenme süresi 

Binalarda yeterli güneş ışığı alımının iç mekan tasarımına katkı sağlayarak kullanıcı memnuniyetini artırdığı bilinmektedir. Binalarda yeterli güneş ışığının iç mekana alınması ve minimum güneşlenme süresi ölçütlerinin sağlanması, TS EN 17037:2019 standardında sağlık yapıları, eğitim binaları ve konut binaları gibi tipolojiler başta olmak üzere güneş ışığı alımının önemli olduğu tüm mekanlarda vurgulanmıştır.

Standartta binalarda yeterli güneş ışığının iç mekana alınmasının değerlendirilmesinde coğrafi ve astronomik veriler ile doğal ve fiziksel tasarım parametrelerine dayalı bir hesap yöntemi kullanılmaktadır. Bu hesap yöntemi uyarınca 1 Şubat-21 Mart tarihleri arasında seçilen bir referans gün için, CIE Açık Gök koşullarında direkt güneş ışığı alımının saat bazında toplamının belirlenmesi gerekmekte ve bu değer güneşlenme süresi olarak ifade edilmektedir. Buna göre, binalarda sağlanması istenen güneşlenme süresi kriterine yönelik derecelendirme minimum (1,5 saat), orta (3 saat) ve yüksek (4 saat) olarak standartta verilmiştir. 

Binalarda yeterli güneş ışığının iç mekana alınması ve güneşlenme süresi ölçütlerinin sağlandığının doğrulanmasında, yerinde ölçümlerin yapılabileceği veya günışığı açıklığının merkezinde yer alan referans noktada balık gözü tekniği ile fotoğraflama yapılabileceği, böylelikle elde edilen görsellerin stereografik güneş yörüngesi diyagramına işlenerek kullanılabileceği belirtilmiştir. Bu değerlendirme yöntemine ilişkin uygulama örneğine Şekil 3’de yer verilmiştir.

• 2.4 Binalarda günışığına bağlı kamaşmanın kontrolü

Kamaşma, görsel çevrede yer alan yüzeylerin parıltısının, çevredeki genel parıltı düzeyinden gözün alışık olmadığı derecede yüksek olması durumunda oluşan ve görsel performansın ve görünürlüğün azalmasına sebep olan bir durumdur (IESNA, 2011). Kamaşanın kontrol altına alınması için TS EN 17037:2019 Standardında Günışığı Kamaşma Olasılığı (Daylight Glare Probability, DGP) yönteminin yıllık olarak kullanımı önerilmektedir. DGP yöntemi, mekanlarda ölçülen aydınlık ve parıltı değerleri ile kullanıcıların mekanlardaki aydınlatma koşullarına olan tepkisi arasındaki ilişkiye dayanır ve Eşitlik 1 ile hesaplanır.

Standartta günışığı kaynaklı kamaşmanın kontrol altına alınması için verilen kriter, “binanın yıllık kullanım süresinin %5’inde DGP değerlerinin 0,45’i aşmaması” şeklindedir.

İlgili ölçütün binalarda okuma, yazma ya da bilgisayar kullanma eylemlerinin gerçekleştirildiği mekanlarında sağlanması beklenmektedir. Ele alınan mekanda farklı eylemlerin gerçekleştirilmesi ya da birden fazla kullanıcının bulunması durumunda ise kamaşmaya yönelik hesaplamaların en kötü durumu temsil eden senaryo için gerçekleştirilmesi önerilmektedir.

Şekil 4’de İstanbul’da yer alan bir ofis mekanında DGP yöntemi ile yıllık olarak gerçekleştirilen kamaşma performans değerlendirmesi sonuçları örnek olarak verilmiş ve TS EN 17037:2019 Standardında yer alan “binanın yıllık kullanım süresinin %5’inde DGP değerlerinin 0,45’i aşmaması” ölçütüne uygunluk belirlenmiştir.

3. Sonuç ve değerlendirme

Binalarda günışığının etkin kullanımı için günışığı konusunun mimari tasarım aşamasından itibaren dikkatle ele alınması, mimari tasarım alternatiflerinin günışığı performansı açısından değerlendirilmesi ve gerekli revizyonların dinamik günışığı simülasyon programları aracılığı ile aydınlatma bilim dalı uzmanlarınca gerçekleştirilmesi, binalarda görsel konfora ilişkin koşullarının sağlanması ve bina aydınlatma enerjisi gereksinimlerinin en aza indirgenmesi açılarından önem taşımaktadır.

TS EN 17037:2019 Binalarda Günışığı Standardı’nın temel aldığı “yeterli günışığı aydınlığının sağlanması, dış görüşün değerlendirilmesi, binalarda yeterli güneş ışığının iç mekana alınması – güneşlenme süresi ve kamaşmanın kontrol altına alınması” ölçütlerinin sağlanması, mimarlar, aydınlatma tasarımcıları ve bina günışığı uzmanlarının sorumluluğunda olup istenen ölçütlerin değerlendirilmesinde uluslararası kuruluşlar tarafından akredite edilmiş detaylı günışığı simülasyon programlarının kullanımı olanaklıdır.

TS-EN 17037:2019 Standardının binalarda ilk tasarım aşamasından itibaren uygulanması durumunda, binalarda görsel konfor koşullarının sağlanması ve bina aydınlatma enerjisi gereksinimlerinin en aza indirgenmesi mümkün olacaktır.

Referanslar:

• Directive on Energy Performance of Buildings, 2018/844, European Parliament and of the Council, 2018.
• EN 17037:2018 Daylight in buildings, 2018.
• Türk Standardları Enstitüsü (TSE), Binalarda Gün ışığı, TS EN 17037, 2019.
• International Standard Organisation (ISO), 15469:2004, Standard General Sky, 2004.
• IESNA, “The IESNA Lighting Handbook: Reference & Application,”. 10th Edition, New York: Illuminating Engineering Society of North America, ABD, 2011.
• Yılmaz, F. Ş. (2019). Binalarda Günışığı Performans Ölçütlerine Güncel bir Bakış: EN 17037 Standardı ve Uygulaması, 10. Ulusal Aydınlatma Sempozyumu, 21-24 Ekim, İzmir, Türkiye.