Daylight Performance Analysis in Primary School Classrooms Based on Transparent Surface Ratio and Facade Orientation: A Case Study of Necmettin Öztürk Primary School

Abstract

In educational buildings, natural lighting is a critical design component in terms of both providing visual comfort and increasing energy efficiency, and it plays a direct role on students' learning performance. In this study, natural lighting performance was evaluated in two different classrooms located in Necmettin Öztürk Primary School in the Ümraniye district of Istanbul. The effects of parameters such as transparent surface ratio, window positioning and façade orientation on daylight performance were analyzed by simulation method based on climate data. In the study, which was carried out in the Rhino-Grasshopper environment with the Honeybee plugin, Spatial Daylight Autonomy (sDA), Annual Solar Exposure (ASE) and Useful Daylight Illuminance (UDI) metrics were used. The findings show that the existing transparent surface ratios are insufficient to provide daylight at a homogeneous and sufficient level within the classroom; it is observed that significant improvements are provided in Classroom 1/A with the suggested openness arrangements. The study reveals that especially the density of construction around the building, façade orientation and interior surface features directly affect the natural lighting performance; In this regard, it emphasizes the importance of conducting natural lighting analyses at the early design stage, especially in newly constructed educational buildings.

Eğitim yapılarında doğal aydınlatma hem görsel konforun sağlanması hem de enerji verimliliğinin artırılması açısından kritik bir tasarım bileşeni olup, öğrencilerin öğrenme performansı üzerinde doğrudan etkili bir rol oynamaktadır. Bu çalışmada, İstanbul’un Ümraniye ilçesinde yer alan Necmettin Öztürk İlkokulu’nda bulunan iki farklı derslik üzerinden doğal aydınlatma performansı değerlendirilmiştir. Saydam yüzey oranı, pencere konumlandırması ve cephe yönelimi gibi parametrelerin gün ışığı performansı üzerindeki etkileri, iklim verilerine dayalı simülasyon yöntemiyle analiz edilmiştir. Rhino-Grasshopper ortamında Honeybee eklentisi ile gerçekleştirilen çalışmada, Mekansal Günışığı Özerkliği (sDA), Yıllık Güneşlenme Maruziyeti (ASE) ve Faydalı Gün Işığı Aydınlığı (UDI) metrikleri kullanılmıştır. Bulgular, mevcut saydam yüzey oranlarının gün ışığını sınıf içerisinde homojen ve yeterli düzeyde sağlamada yetersiz kaldığını göstermekte; önerilen açıklık düzenlemeleriyle ise Derslik 1/A’ da önemli iyileşmeler sağlandığı görülmektedir. Çalışma, özellikle yapı çevresindeki yapılaşma yoğunluğu, cephe yönlenmesi ve iç yüzey özelliklerinin doğal aydınlatma performansını doğrudan etkilediğini ortaya koymakta; bu doğrultuda, özellikle yeni inşa edilecek eğitim yapılarında doğal aydınlatma analizlerinin erken tasarım aşamasında yapılmasının önemini vurgulamaktadır.