Mayıs 2006'da MIT'de sürdürülebilir kalkınma planlaması dersini alan dört öğrenci, B. A. Cullum, Olivia Lee, Sittha Sukkasi ve Dan Wesolowski, kampüsteki 11 kapı girişinde toplam 47 saat sayım yaptı.1 Girişlerin çoğunda aynı düzen vardı: ortada döner kapı, iki yanında birer açılır kapı. Camlara yapıştırılmış küçük, yıpranmış tabelalar enerji tasarrufu için döner kapının kullanılmasını rica ediyordu. Bina 66'da girenlerin yüzde 8'i, metro istasyonuna yakın E25 binasında yüzde 23'ü bu ricaya uyuyordu.
Rapor iki şeyi ölçtü: döner kapının ne kadar enerji tuttuğunu ve insanları ona neyin yönelttiğini.
- Döner kapının 1888 tarihli patentinin hangi dört şeye karşı yazıldığını anlattık.
- Açılır kapının neden daha kolay göründüğünü ve öğrencilerin kapı kollarında ölçtüğü kuvveti yazdık.
- Hangi tabelanın döner kapı kullanımını neredeyse üçe katladığını, hangisinin kullanımı düşürdüğünü gösterdik.
- E25'in kapılarından kaçan enerjinin kaç evi ısıtacağını ve hesabın zayıf kaldığı yerleri ekledik.
1888 patenti: rüzgâr, kar, yağmur ve toz
Döner kapının patentini 7 Ağustos 1888'de Philadelphialı Theophilus Van Kannel aldı. ABD'de 387.571 numarayla kayıtlı belgenin adı "fırtına kapısı yapısı". Çizimde bir milin çevresinde eşit aralıklı üç kanat var ve kanat kenarlarındaki fitiller yuvarlak gövdeye sıkıca oturuyor. Van Kannel'e göre bu kapı rüzgârın, karın, yağmurun ve tozun içeri girmesini engelliyor, sessiz çalışıyor ve rüzgârla açılamıyordu.2
Kapı hangi konumda durursa dursun içeriyle dışarı arasında açık bir yol kalmıyor. Geçen kişi yalnızca kendi bölmesindeki havayı taşıyor. Açılır kapı ise açık kaldığı her saniye binanın ısıttığı ya da soğuttuğu havayı salıyor. MIT'nin kampüs sürdürülebilirlik sayfası 2008'de farkı tek sayıyla verdi: açılır kapı açıldığında ortalama sekiz kat fazla hava değişiyor. Aynı sayfaya göre açılır kapıdan her geçiş ortalama 78 vatsaatlik ısı aktarımı demek, bu da bir masa lambasını 1,3 saat yakmaya yetiyor.3
Kışın kaçışı hızlandıran bir etki daha var. Sıcak hava soğuk havadan hafif olduğu için yükselir ve binanın üst kısmından sızar, yerini alt kattaki kapılardan giren soğuk hava doldurur. Mühendisler buna baca etkisi diyor. Bina yükseldikçe ve dışarısı soğudukça etki büyüyor, rüzgâr da üstüne ekleniyor.1
İnsanlar neden yandaki kapıyı itiyor?
Öğrenciler sayımdan önce 33 lisans öğrencisine anket yaptı. Yüzde 64'ü, iki kapı yan yana olduğunda açılır kapıyı seçtiğini söyledi. Gerekçeler aynı yere çıkıyordu. Açılır kapı daha hızlıydı ve daha az güç istiyordu; döner kapıda sıkışma, arkadan gelenin hızla itmesi, paketleriyle takılan birinin arkasında bekleme vardı. Kapı başındaki sayım gerçek oranın ankettekinden de düşük olduğunu gösterdi.
Sonra kuvvet ölçüldü. Test edilen açılır kapılar yaklaşık 12 librelik, yani 5,4 kilogramlık bir itişle açılıyordu. E25'teki döner kapıyı harekete geçirmek 23 libre (10,4 kilogram) istiyordu, döndükten sonra 11 libre (5 kilogram) yetiyordu. Raporun hesabına göre bir geçişte harcanan iş iki kapıda birbirine yakın. Ama döner kapıyı hafifçe yoklayan kişi yalnızca ilk direnci hissediyor. Sayım sırasında kapıyı yoklayıp vazgeçen ve açılır kapıya yönelen kişiler not edildi.1
En güçlü etken öndeki kişiydi. Açık tutulan kapıyı geri çevirmek kaba görünüyor, kapanmakta olan kapıya koşup yakalamak da kolay geliyor. E25'te metroya en yakın açılır kapı, trenden inen kalabalık geçerken baştan sona açık kalıyordu. Etki ters yönde de işledi: Tech Square'deki bir binada açılır kapıyı kilitli bulanların yüzde 80'i en yakın kapı olan döner kapıya geçti.
Büyük tabela işe yaradı, enerji bilgisi yaramadı
Deneyin asıl kısmı E25'te, akşam 16.50 ile 17.50 arasındaki yoğun saatte yapıldı. Eski tabelanın yerine aynı boyda, 11x14 santimetrelik yeni tabela asıldı ve oran hiç değişmedi. 22x28 santimetrelik tabelanın etkisi girişe göre değişti. 28x43 santimetrelik tabela iki girişte de işe yaradı. Kapının önüne ayaklıkla konduğunda kampüs yönünden gelenlerin yüzde 63'ü döner kapıyı seçti.
Bilgi veren tabela beklenenin tersini yaptı. Öğrenciler aynı boyda ikinci bir tabela hazırlayıp üzerine döner kapının ne kadar enerji kazandırdığını yazdı. Kampüs yönündeki girişte bu tabela, yalnızca rica eden tabelaya göre yaklaşık yüzde 40 daha az kişiyi döner kapıya yöneltti. Tabelayı parmakla gösterip üzerine konuşan, sonra açılır kapıdan geçen çiftler görüldü. Rapor bunu alışkanlıkla açıklıyor. Kapıya yaklaşan kişi hangi kapıdan geçeceğini düşünmüyor, en kolay yolu birkaç adım önceden seziyor; okuyacak bir gerekçe vermek seçimi bir yüke çeviriyor.1
Alışkanlık bir kez kurulunca tabela kalktıktan sonra da sürdü. Tech Square'deki iki binada tabelalar bütün kış kapı önündeki ayaklıklarda durmuş, sayım yapıldığında kaldırılalı bir ay olmuştu. Döner kapı kullanımı yine yüzde 65 ve 75'ti. En yüksek oranlar ise tabelasız iki girişten çıktı. Bina 54'te ve E15'in kampüse bakan girişinde açılır kapı, döner kapının arkasına, yaklaşanın göremeyeceği bir yere konmuştu. Bu girişlerde oran yüzde 77 ve 84'tü.
Kapılardan yılda 98.913 kilovatsaat
Öğrenciler sonra E25'in iki girişinden kaçan havayı enerjiye çevirdi. Hesap üç şeye dayanıyor: döner kapılar için 1961'de, açılır kapılar için 1958'de yapılmış ölçümlerden çizilen grafiklere,4 Boston'un Nisan 2005 ile Mart 2006 arasındaki hava kayıtlarına ve günde 9 saat kullanılan kapılara. Isıtma ve soğutma cihazlarının verimi yüzde 60 kabul edildi.1
O günkü yüzde 23'lük kullanımla kapılardan kaçan havayı ısıtmak ve soğutmak yılda 98.913 kilovatsaat istiyordu. Rapor bunu 6,5 müstakil evin yıllık ısınmasına ve 18,8 ton karbondioksite denk sayıyor. Döner kapı kullanımı yüzde 50'ye çıksa kayıp yüzde 14,5, yüzde 75'e çıksa yüzde 38,7 azalacaktı. Herkes döner kapıdan geçseydi azalma yüzde 74'ü, yani yılda yaklaşık 73.200 kilovatsaati bulacaktı. Eğri düz değil: kullanım arttıkça her yeni kişinin katkısı büyüyor.
Para hesabı da var. E25'in kapılarından kaçan havanın Aralık-Mart arası günlük maliyeti 13,10 dolardı; herkes döner kapıyı kullansa 2,83 dolara inecekti. Ayaklıktaki büyük tabela kullanımı yaklaşık yüzde 58'e çıkarıp günlük maliyeti 10 dolara düşürüyordu, yani 60 dolarlık bir tabela kendini 20 günde ödüyordu.1 MIT 2008'de hesabı kampüs sayfasına taşıdı. Herkes E25'in döner kapılarını kullansa yılda yaklaşık 7.500 dolarlık doğalgaz ve 15 ton karbondioksit kazanılacaktı. Kampüste 29 döner kapı vardı, hesap bunların yalnızca ikisini kapsıyordu.3
Hesabın zayıf yerleri
Rapor bir ders ödevi, hakemli bir makale değil. Hava kaçağı kapıda ölçülmedi; yaklaşık 45 yıl önceki laboratuvar grafiklerinden okundu. E25'in açılır kapılarında görünür aralık yoktu, öğrenciler yine de fitiller yıprandığında da geçerli kalsın diye hesaba 25 santimetre uzunluğunda, 1,3 santimetre genişliğinde bir aralık ekledi. Kampüsteki döner kapılar da hafta içi saat 18.00'den sonra ve hafta sonu bütün gün kilitli tutuluyordu.1
Döner kapının bina bütünündeki etkisi de sınırlı. Kore'deki Chosun Üniversitesi'nden Joonghoon Lee, Beomseok Go ve Taeyon Hwang 2017'de yüksek bir ofis binasını bilgisayarda modelledi ve dış sıcaklığı Seul'ün en soğuk değeri olan eksi 11,9 dereceye ayarladı. Ana girişe döner kapı konunca zemin kattaki hava akışı yaklaşık yüzde 28 azaldı. Binanın tamamında azalma yüzde 3 ile 6 arasında kaldı, çünkü havanın asıl yolu asansör kuyularıydı. Asansör hollerinin girişleri kapatıldığında azalma çok daha büyük çıktı.5
MIT öğrencileri de döner kapının her girişe uymadığını yazdı. Önerilerine göre döner kapı saatte 100 ile 300 kişinin geçtiği girişlerde iyi çalışıyor. Trafik daha yoğunsa insanlar sıra beklemeyip açılır kapıya yöneliyor ve iki kapılı bir rüzgârlık daha iyi bir hava kilidi oluyor. Sayımın yapıldığı E25'ten ise saatte ortalama 837 kişi geçiyordu.1
Dipnotlar ve Kaynaklar
- B. A. Cullum, Olivia Lee, Sittha Sukkasi, Dan Wesolowski (2006). "Modifying Habits Towards Sustainability: A Study of Revolving Door Usage on the MIT Campus". MIT 11.366 Planning for Sustainable Development ders raporu, 25 Mayıs 2006. web.mit.edu ↩
- Theophilus Van Kannel (1888). "Storm-Door Structure". ABD Patenti 387.571, 7 Ağustos 1888. patents.google.com ↩
- MIT Sustainability (2008). "Sustainability: Revolving Doors". MIT kampüs sürdürülebilirlik sayfasında yayımlanan metnin yeniden basılmış kopyası. PDF ↩
- L. F. Schutrum vd. (1961). "Air infiltration through revolving doors". ASHRAE Journal 3(11): 43-50. T. C. Min (1958). "Winter infiltration through swinging-door entrances in multi-story buildings". Heating, Piping and Air Conditioning 30(2): 121-128. Aktaran: Cullum vd. (2006), Ek B. ↩
- Joonghoon Lee, Beomseok Go, Taeyon Hwang (2017). "Characteristics of Revolving Door Use as a Countermeasure to the Stack Effect in Buildings". Journal of Asian Architecture and Building Engineering 16(2): 417-424. DOI: 10.3130/jaabe.16.417 ↩
Kapak fotoğrafı: MIT E25 (Whitaker College) binası, Daderot, Wikimedia Commons, CC0.
kafa1milyon
Meraklı bir kafa. Bilimsel makaleleri, arşiv belgelerini ve saha notlarını okuyup gündelik dile çeviriyor; bilinmeyeni bilinmiyor diye yazmaktan çekinmiyor.
