• Kentlerdeki açık hava mekanlarının etrafı kapatıldığında hava girdap şeklinde hareket eder ve kutu şeklinde olan mekânın içinde hava uzun süre kalır.
• Araştırmacılar, kirigami tekniği kullanarak bu mekanların hava akışını artırabilecek bir panjur geliştirdiler.
•  Bu yenilik, kentsel kanyonlarda havalandırmayı ve şehirlerdeki sıcaklık artışını azaltmayı hedefliyor. 

Princeton Mühendislik Okulundaki araştırmacılar, bir kutunun üzerine özel olarak tasarlanmış bir kapak yerleştirmenin, üst yüzeyden esen rüzgârdan kaynaklanan hava akışını önemli ölçüde artırabileceğini keşfetti. Bu sadece bir gösteri hilesi değil. Bu bilgi, New York ve Hong Kong gibi şehirlerdeki kentsel kanyonların temizlenmesine ve soğutulmasına yardımcı olabilir ve açılır restoranlarda ve otobüs duraklarında havalandırmayı iyileştirebilir.

Rüzgâr Mühendisliği ve Endüstriyel Aerodinamik Dergisi’nde yayımlanan bir makalede araştırmacılar; eşit aralıklarla dizilmiş panjur adı verilen eğimli çıtalara sahip bir kapağın bir kutudaki hava akışını, normal koşullarda açık üst kısımdan geçecek olan rüzgârı kanalize ederek artırabildiğini ortaya koydular. Araştırmacılar, Japon sanat formu kirigamiyi kullanarak üst kısmın geometrisini daha da değiştirdiler. Kirigami sanatçıları kâğıda, kesme ve katlamayla şekil verirler. Bu teknik, araştırmacıların panjurları 3 boyutlu olarak yeni şekillerde esnetip bükmelerine olanak sağladı ve bu da kutunun içinde hareket eden hava miktarını daha da artırdı.

Araştırmacılar başlangıçta, COVID salgını sırasında şehir sokaklarında ortaya çıkan açık hava mekanlarını iyileştirmenin bir yolunu arıyorlardı. COVID sırasında açık havada oturma imkânı sunan bu küçük yapılar, pencereler kapatıldığında genellikle havasız kalıyordu. Araştırmacılar, çatıyı düzenlemenin bir çözüm sunup sunamayacağını öğrenmek istediler. 

Üstü açık mekanların ana hava akış şekli dairesel ve girdap şeklindedir. Üst kısımda bir miktar hava değişimi olur ama havanın çoğu kutunun içinde uzun süre kalır. Araştırma ısınan bir iklimde kentsel ısınmanın anlaşılmasını kolaylaştırıyor. Çalışmalar, şehirlerdeki beton binaların ve asfalt yolların sıcak mevsimlerde sıcaklığı yoğunlaştıran ısı adalarını nasıl oluşturduğunu tanımlıyor.

Bu proje için araştırmacı Elie Bou-Zeid, meslektaşlarıyla panjurların kentsel kanyonlarda hem hava sirkülasyonunu hem de gölgeyi artırıp artıramayacağını bilmek istiyorlardı. Araştırmacılar, tek yönlü eğimli levhalara sahip geleneksel bir panjurun hava akışını etkileyecek şekilde nasıl ayarlanabileceğini inceleyerek işe başladılar.

Kirigaminin katı mekaniği konusunda uzman olan Lucia Stein-Montalvo ve yardımcı araştırmacı Liuyang Ding, akrilikten yapılmış bir kutu ve panjur setini kullandı. Bilgisayar simülasyonlarının yanı sıra rüzgâr tüneli testleri, ekibin eğimli tahtaların hareket eden havanın dinamiklerini nasıl değiştirdiğini incelemesine olanak sağladı. Panjurlar ayarlanarak kutunun içindeki hava akışı en üst düzeye çıkarıldı. Kirigami yöntemiyle panjurları oluşturan levhalar, sırayla havanın içeriyi ve dışarıyı takip edeceği şekilde düzenlendi. 

Stein-Montalvo, gelecekteki projelerin şehirlerde ve büyük yapılarda kullanılmaya uygun desen ve malzemeleri araştıracağını belirtti: “Bu makalenin amacı kirigaminin etkinliğini göstermekti, ancak optimizasyon için hala yer var. Bir sonraki araştırma kentsel kanyonlar gibi daha gerçekçi ortamlara odaklanacak ve daha büyük ölçekte malzemelerin yanı sıra yapısal stabiliteyi de dikkate alacak.”

Derleyen: Esin Özcan