LEE- Enerji Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/19269

Gözat

Konu "Apartment" ile LEE- Enerji Bilim ve Teknoloji Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Mevcut bir apartman binasının alüminyum giydirme cephe sistemiyle yenilenmesinin enerji tüketimi ve CO2 emisyonu açısından değerlendirilmesi
    (Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-23) Kamış, İsmail ; Sözer, Hatice ; 301201002 ; Enerji Bilim ve Teknoloji
    Dünya nüfusunun günden güne artışıyla birlikte enerji tüketimi de aynı ölçüde giderek artmaktadır. Enerji toplumun ihtiyaçları doğrultusunda birçok alandan tüketilmektedir. Ulaşım, üretim, konutlar, turizm gibi alanlar bu tüketimlere örnek olarak gösterilebilmektedir. Binaların tükettiği enerji yayınlanan güncel raporlara göre yadsınamaz büyüklüğe ulaşmıştır. Buna istinaden bina zarflarının optimal bir düzeyde yalıtılması binalar tarafından tüketilen enerjinin daha mimimal seviyelere indirilebilmesinin de önünü açacaktır. Bina zarflarının optimal düzeyde yalıtılabilmesi için birçok stratejinin uygulanması mümkündür. Binaların yalıtılmasının en önemli metodlarından biri dış cephe tercihidir. Binaların enerji tüketimine doğrudan sebep olabilecek dış faktörlerin kullanıcı konfor alanlarına bariyer görevi gören elemanı dış cepheler olduğundan bu bina zarfında yapılacak tasarım oldukça önem taşımaktadır. Buna istinaden, binaların mevcut dış cephe yalıtım yöntemlerinin yerine kullanılabilecek alüminyum giydirme cephe sistemleri bina için iyi bir yalıtım sistemi olarak yapının enerji performansını iyileştirilebilmektedir. Giydirme cepheler, cam, metal paneller, kompozitler ve ince taş dolgular içeren genellikle alüminyum çerçeveye sahip bina yalıtım elemanı olarak tanımlanır. Alüminyum çerçeve, bina strüktürüne takılır ve binanın zemin veya çatı yüklerini taşımaz. Alüminyum çerçeveli duvar sistemlerinin geçmişi 1850'li yıllara dayanmaktadır ve II. Dünya Savaşı'ndan sonra alüminyumun kullanımının uygun hale gelmesiyle hızla gelişmiştir. Alüminyumun bir metal olmasından kaynaklı termal geçirgenliği yüksektir ancak giydirme cephelerde alüminyumun kullanılmasının ardında yapısal özelliği, durabilitesi, bakım maliyetleri, malzeme çeşitlilikleri yangın dayanımı ve yüksek mukavemet/ağırlık oranı gibi özellikleri bulunmaktadır. Giydirme cephe sistemleri monotolik bir bina elemanı olarak çalıştığı için genel olarak sistemin termal geçirgenliği mimarlar tarafından optimal seviyelerde tasarlanabilmektedir. Bu çalışmada, alüminyum giydirme cephelerin binalar üzerinde oluşturabileceği enerji verimliliğini tespit etmek adına İstanbul ili Kağıthane ilçesinde bulunan bir rezidans binanın mevcut mantolama şeklinde yalıtılmış dış cephesi, ısıl performansı iyileştirilerek alüminyum giydirme cephe sistemi yöntemiyle tekrar dizayn edilmiştir. Binanın enerji tüketim farkları ve ısıl değerlerini analiz etmek için bir araç olarak DOE 2.2. tabanlı enerji simülasyon yazılımı olan e-Quest üzerinden modeller oluşturulmuştur. Binanın tam olarak konumunun iklim verileri, HVAC sistemi, kullanıcı profilleri, yapı malzemeleri, bina mimari planı, mantolama dış cephe yalıtımı verileri data olarak toplanmış ve sisteme girdi olarak tanımlanmıştır. 2 farklı model operasyonel tüketim değerlerinin saptanması için simüle edilmiş ve 365 günlük ısınma ve elektrik tüketimine yönelik harcanan enerji verileri elde edilmiştir. Mevcut binanın dış duvar yalıtımı olan mantolama detayında iç duvarlarda sıva ve boya, duvar elemanı olarak delikli bims bulunmaktadır. Dış katmanda EPS, sıva ve boya bulunmaktadır. Mantolama binanın ısıl geçirgenlik katsayısı U=0,554 W/m2K olarak hesaplanmış ve enerji tüketimi 134,44 kWh/m2 olarak bulunmuştur. Alüminyum giydirme cephe sistemi dış duvar yalıtım detayında sıva ve boya, duvar elemanı olarak delikli bims bulunmaktadır. Dış katmanda betonarme elemana ankrajlanmış alüminyum profiller, profillerin arasında taşyünü, sıva ve alüminyum kompozit bulunmaktadır. Alüminyum giydirme cephenin ısıl geçirgenlik katsayısı Güney, Doğu, Batı cephede U=0.468 W/m2K, Kuzey cephede daha kalın taşyünü olması sebebiyle U=0.423 W/m2K olarak hesaplanmış ve enerji tüketimi dizayn bina için 102,86 kWh/m2 olarak hesaplanmıştır. Alüminyum giydirme cephelerde pencereler de mantolama sisteme göre çift katman şekilde dizayn edilmiş ve pencere önlerine güneşlikler yerleştirilerek konfor koşulları iyileştirilmiştir. Binanın alüminyum giydirme cepheyle kaplanmış ve mevcut mantolama yalıtımlı hali, YDA çalışmasıyla çevresel etkilerini, malzemeleri, operasyonel enerji tüketimi ve yaşam sonu aşamaları analiz edilerek yalıtım değişikliğiyle ortaya çıkacak karbon emisyon değerleri tespit edilmiştir. Tüm yapı malzemeleri değiştirme, onarım, enerji tüketimi ve atık yönetimi stratejileri bu çalışmanın sınırlarına dahil edilmiştir. Çalışmanın yürütülmesi için One Click LCA sitesinden faydalanılmıştır. Analiz sonuçlarına göre mevcut bina ve alüminyum giydirme cephe sistemli binanın karbon emisyon değerleri 444 kg CO2e/m2 ve 522 kg CO2e/m2 olarak bulunmuştur. Mevcut kullanılan malzeme ve operasyonel enerjisiyle mantolama yalıtıma sahip bina, somutlaştırılmış karbon kıyaslamasında "D" sınıfında orta düzey bir kategorisinde bulunmaktadır. Ayrıca alüminyum giydirme cepheye sahip bina ise malzeme modifikasyonları ve operasyonel enerjideki değişikliklerle, somutlaştırılmış karbon kıyaslamasında "E" sınıfında yüksek karbon ayakizi kategorisinde bulunmuştur. Bu çalışma sonucunda yıllık enerji yoğunluğu bazında binada alüminyum giydirme cephe sisteminin mevcut mantolama sistemi yerine kullanılmış olsaydı yaklaşık %25 oranında bir enerji tasarrufu yaşanacağı anlaşılabilmektedir. Enerji tüketim değerleri yıllık olarak hesaplanmaktadır, ancak optimum koşullar için bir binanın ömrünün 60 ila 80 yıl arasında değiştiği düşünülürse, bu düşüşlerin 60 ila 80 yıl ile çarpılması sonucunda ciddi enerji tasarrufu sağlanabileceği anlaşılmaktadır. Bir diğer yandan binalarda yalıtımın iyileştirilmesi çevresel faktörler açısından her zaman iyi sonuçlar vermeyebilmektedir. Nitekim, alüminyum profiller ve kompozitlerin kullanımı ile cephede montajı yapılan alüminyum malzemenin artması, yapının somutlaştırılmış karbon kıyaslama sınıflandırmasında "D" sınıfından "E" sınıfına düşmesine neden olmuştur. Ayrıca çevresel etki değerlendirmesi bazında alüminyum giydirme cephe sistemi kullanılmasının yalıtım açısından binaya sağladığı olumlu etkinin karbon emisyon değerlerine olumlu etkisi olmadığı sonucu da anlaşılmıştır. Çalışma ilerki boyutlarda değerlendirilecek olursa, tasarımın alüminyum giydirme cephe sistemlerinin yenilikçi çözümleriyle çeşitlendirilerek daha enerji verimli hale getirilebilmesi de mümkün olabilecektir.