RÜZGAR DAĞILIMI İNCELENEREK

Bu konuda öncelikli bilinmesi gereken hususlar şunlardır;

1.Yörenin rüzgar yön ve hız dağılımı (10m. de). Burada göz önüne alınması gereken birinci nokta, yörenin hangi tür klimatolojik yapıda bulunduğudur. Eğer genellikle kış şartlarının hüküm sürdüğü bir yerde iseniz veya böyle bir yöre ile ilgili çalışmalar yapacak iseniz, öncelikle iyi bir planlamacı olarak size gerekli olan öncelikli datanın kış aylarındaki rüzgar yönü ve hızı dağılımı olduğunu bilmeniz gerekmektedir.  Bunun aksi durumunda da, yani hangi dönem yörede etkin ise söz konusu döneme ait veriler dikkatle incelenmelidir. Örneğin Antalya için Ekim -Nisan dönemi hakim rüzgar yönü kuzeybatı- ve kuzey yönlerinden olurken, İzmir istasyonu için   sıcak yaz günlerinde hakim rüzgar yönü ( Haziran- Eylül ) batı yönündedir. Bodrum için bu yön yine sıcak yaz günleri dikkate alınarak kuzey-kuzeybatı yönlerindendir.

Meteorolojik gözlemlerden elde edeceğiniz rüzgar dağılımları ile ilgili bilgiler standart olarak yerden 10 metre yükseklikte ( bununla birlikte bazı istasyonlarda bu değerin çok az altında veya çok az üstünde ölçümler yapılabilmektedir.) yapılmaktadır. Genel olarak WMO ( Dünya Meteoroloji Teşkilatı) Standartlarına göre, bu seviyenin altında veya üstünde lokal ölçümler yapılmadığı için, 10 metredeki rüzgar değerinin istenilen seviyelere taşınması/indirgenmesi   için matematiksel formüllerden yararlanılması gerekecektir.  Bu formüllerden bazıları bu makale içinde çeşitli vesilelerle ele alınacaktır.

Bina yüksekliklerinin belirlenmesinde, sanayi bölgeleri ve yapılarının planlaması ile yüksek bacaların (kule, hat direkleri, ışıklandırma direkleri, bacalar......vs.) planlanmasında  mutlaka ama mutlaka yer seviyesi ile 300 metrelik atmosfer tabakası arasındaki analiz bilgileri gereklidir.  Ülkemizde nadiren de olsa karşılaşmakla birlikte genel olarak pratikte bu tür sorunlarla  yüksek yapıların hasar görmesi halinde karşılaşmaktayız. Çünkü yüksek yapılarda ( gökdelenler..) yerden itibaren 300 metrelik alan içerisinde kalan bölgedeki rüzgar dağılımları olayın etkisini ortaya koyabilmek açısından önem taşır.

A-Rüzgar hızının yükseklikle değişimi

Özellikle kuvvetli rüzgar için 100 metreye kadar olan tabakada u=rüzgar hızı ve Z yer seviyesinden olan yükseklik olmak üzere

U_z /U₁ = Ln (Z / Z₀) / Ln (Z₁ / Z₀)

U₁= Z₁ seviyesinde ölçülen rüzgar hızıdır. (Meteorolojide Z₁=10 m dir.)

U_z = Z seviyesindeki istenilen rüzgar hızı

Z₀ = Yer şartlarına bağlı paremetre

Yukarıdaki ifade Helman tarafından

U_z / U_z1 = (Z/Z₁)^m olarak verilmiştir.

m : Z₀ a bağlı olarak 1/15 ile 1/4 arasında değerler alır. (genellikle m: 1/7 kullanılır)

Çeşitli Z₀ değerleri için m parametresinin değerleri Tablo 1 de verilmiştir.

Tablo1

Tablo2 Bazı yeryüzü karakteristikleri için Z₀ degerleri

Tablobazı farklı Z ve Z₀ değerleri içinde U_z / U₁₀ değerleri

Örnek : Önümüzdeki yıllarda İzmirde beklenen maksimum rüzgar hızı 43 m/sn olsun. Bu tahmine göre;  yerden itibaren  30, 100, 150 metre yüksekliklerde beklenen maksimum rüzgar hızları ne olur.

Z₀ = 200 cm

Z₁₀ = 43 m /sn olduğundan

Z₃₀ =34*1.66 = 71.38 m/sn

Z₁₀₀ = 43*2.58 = 110.94 m/sn

Z₁₅₀ = 43*3.15 = 135.45 m/sn dir.

Burada kısa olarak rüzgarın yapılara olan etkisinden sözedelim.

V =havanın o seviyedeki yoğunluğu

u = rüzgar hızı olmak üzere

q = 1/2 V u² olur

Eğer hamleli rüzger var ise ve hamle hızı u^b olmak üzere ortalama rüzgar hızı u^a hamleden dolayı etkileyen kuvvet q^b olarak alınırsa toplam etkileyen kuvvet;

q = q^a+ q^b = 1/2 V (u^a)² [1+(2u^b)/u + (u^b2 / u² ) ]

olacaktır.

Rüzgar Yönünün yükseklikle değişimi: Rüzgar hızında olduğu gibi yönünde de yükseklikle değişimler meydana gelmektedir. Binaların yerleşimi sürtünmenin etkisinin en fazla olduğu alanlar olması nedeniyle tabakanın termal yapısına, topoğrafik yapıya ve o seviyedeki adveksiyon durumuna bağlı olarak rüzgar yönünde değişimler olacaktır. Meteorolojistlerin yapacakları istatiksel bir çalışma ile konuya uygun çözüm üretebilmek mümkündür.  Aşağıdaki şekilde rüzgarın yükseklikle nasıl değişim gösterdiği şematik olarak gösterilmektedir. Özellikle bu akışın önüne bina gibi doğal olmayan engeller gelirse nasıl bir oluşum olacağını rahatlıkla şekilden görebilmekteyiz.

Günümüz koşulları içinde gerek ülkemizde gerekse dünyanın diğer ülkelerinde bu tip yapılaşmanın olması kaçınılmazdır. Meteorolojik açıdan ise olumsuzlukları en az düzeye indirgemek için yapılması gerekli olan şey son derece basittir.  Önerimiz; Yüksek binaların belirli alanlarda odaklandırılması ve  lokal olarak genel akışı bozmayacak bir düzenlemenin yapılmasıdır. Bunu yapabilmek için ise öncelikle yerleşim merkezine ait rüzgarın alansal ve zamansal değişimleri iyi analiz edilmeli ve rüzgar profili doğru oluşturulmalıdır.

Daha öncede belirtildiği gibi hava sıcaklıkları ve toprak sıcaklıkları yerleşim merkezlerinin gelişiminin planlanlamasında büyük önem arzetmektedir. Hava sıcaklıklarının sürekli ve düzenli olarak izlenmesi başta enerji planlamaları olmak üzere bir çok sektör için hayati önem taşır. Ayrıca yaşanılan iklim şartlarına bağlı olarak bu parametre farklı değerlendirmeleride beraberinde getirmektedir. Sıcak iklim kuşağında yaşayan insanlar için hava sıcaklığının sürekli ve düzenli olarak gözlenmesi ve incelenmesi binalarda kullanılacak olan yapı materyellerini ve soğutma faktörlerini ön plana çıkarırken , soğuk iklim kuşağı için farklı yapı materyalleri ve ısınma faktörlerini ön plana çıkaracaktır.

Toprak sıcaklıkları yerleşim merkezlerinin alt yapı sistemleri için önem arzeder. Ülkemizde yaz mevsimi süresince zaman zaman rastladığımız asfalt yollarda yüksek sıcaklıklar nedeniyle meydana gelen " asfalt erimeleri ", soğuk mevsimlerde toprak altında kalan özellikle İçme suyu sistemlerinin düşük sıcaklıklar nedeniyle donması konunun önemini aktarabilmek için akla gelen ilk örneklerdir. İlk bakışda son derece sıradan olaylar gibi görünen bu olayların meteorolojik verileri dikkate almak ve gerekli meteorolojik verileri sağlıklı olarak kullanmak gibi basit tedbirlerle ülke ekonomisine Trilyonlarca lira tasarruf sağlanabileceği gözden kaçırılmamalıdır.

Toprak sıcaklıkları tüm meteoroloji servislerinde sürekli ve düzenli olarak gözlemi yapılan parametrelerden bir tanesidir. Toprak sıcaklıkları sadece toprak yüzeyinde yapılan bir parametre olmayıp, toprağın belli tabakalarında; 5 cm'de, 10 cm'de, 50 ve 100 cm' lerde yapılmaktadır. Alt yapı şebekesinin özelliğine bağlı olarak bu sıcaklık değerlerini daha derin seviyelere korele edilebilmesi  mümkündür.

Ülkemizde yağış ölçümleri hemen hemen tüm meteoroloji gözlem istasyonlarında düzenli ve sürekli olarak yapılmaktadır. Yağış analizlerinde yağışın ; günlük, aylık veya yıllık   miktarlarından ziyade yağışın süre ve yoğunluğu önemlidir. Bu nedenle yerleşim merkezlerinin dizaynı ve planlamalarında bu nokta önemle göz önüne alınmalıdır. Yıllık olarak 250 mm yağışı dengeli bir şekilde alan bir yerleşim merkezi, aynı yağışı örneğin 15 günde alan bir yerleşim merkezine göre çok daha avantajlıdır. Son olarak ülkemizde yaşanan ve  Antakya'yı büyük ölçüde tahrip eden şiddetli yağışlar buna bir örnektir. Yaklaşık olarak 48 saatde 550 kg dan daha fazla yağış alan bu yerleşim merkezine düşen bu yağış neredeyse bu alanın bir yıllık( 1124 kg) yağışının yarısına tekabül etmiştir. Bu nedenle düşen yağış miktarının ne kadarlık sürede düştüğü titizlikle göz önüne alınmalıdır. Diğer bir ifade ile uzun yıllar ortalama yağışın yanında, şiddetli yağış analizleride  yapılmalıdır.  

Yağışlar nedeniyle oluşacak yüzey akışlarının drenajı çalışmalarıda sağlıklı bir şehirleşme için olmazsa olmaz çalışmalarından bir tanesidir. Ülkemizde alt yapı sistemlerinin  bazı yerleşim merkezleri hariç neredeyse tamamı hem katı atıkları hemde yağış sularını birlikte drene etmek için tasarlanmış kombine sistemlerdir. Böyle sistemlerde ise; şehirleşmeye bağlı olarak toprak alanların hızla beton alanlara dönüşmesi nedeniyle yağışların toprak tarafından emilmeme ve yağışın çok büyük kısmının hızla akışa geçmesi söz konusu olduğundan, yağışlar nedeniyle oluşacak yüzey akışlarının drenajı büyük sıkıntılar yaratmaktadır.  Bu nedenle konunun hem ekonomik hemde sosyal boyutları son derece önemlidir ve ayrı değerlendirme ile sergilenmek zorundadır. Bu konu ile ilgili olarak çok daha fazla detayın yer alacağı ayrı bir Web sayfası ile  ilgili hazırlıklarımız halen devam etmektedir. Çalışma tamamlandığı zaman sayfanın web adresi burada ayrıca iletilecektir.

YENİ ENERJİ KAYNAKLARININ TESPİTİ:

Enerjiye olan taleb insanlığın geçmişi kadar eskiye dayanmaktadır. Bununla birlikte insanlığın tarih içinde mevcut talebini karşılayacak enerji kaynakları o kadar da zengin ve çeşitli olamamıştır.   Ya o günün talebini karşılayacak kaynak mevcut iken bu kaynağı kullanıma sunacak teknoloji yeterli olamamıştır, yada artan nüfusa ve gelişen teknolojilere karşılık  mevcut kaynaklar yeterli olamamıştır.

Tüm yerleşim merkezlerinde yaşamın devamı için, adı ve cinsi ne olursa olsun belli enerji kaynaklarına ihtiyaç vardır. Enerji olmadan yaşamın sürekli ve düzenli olması beklenmemelidir.

Enerjinin akılcı olarak kullanımı ve gerekli enerji tasarrufların yapılmasının yanında yeni ve yenilenebilir enerji kaynaklarının bulunmasıda tüm dünya ülkelerinin gündemindedir. Konu ile ilgili olarak önerilen çözümler yerleşim merkezlerine göre farklılıklar da gösterebilmektedir. Örneğin bir yerleşim merkezinde güneş enerjinin  kullanımının mümkün olabilecek iken başka bir yerleşim merkezinde güneş enerjisi kullanımı mümkün olmayabilir. Yada jeotermal enerji kaynağına sahip olan bir yerleşim merkezi diğer alternatif enerji kaynaklarını değilde sadece jeotermal enerjiyi yada mümkün olan diğer enerji kaynaklarının tamamını yeni enerji kaynağı olarak tercih edilebilir.

Yeni ve Yenilenebilir Enerji kaynaklarının tanımı ve  ülkemizdeki durumu hakkında detaylı bilgilere ulaşmak için:

https://www.angelfire.com/scifi/nuclear220/index.html

web sayfamızdan yararlanabilirsiniz.