TS 825 derece gün bölgelerine göre ayrılmış 5 farklı iklim bölgesinde enerji optimizasyonu incelemesi

Abstract

Dünya genelinde tüketilen enerji miktarının büyük bir kısmı yenilenemez enerji kaynaklarından karşılanmaktadır. Gelişen teknoloji ve artan nüfus ile beraber enerji ihtiyacı daha da artmaktadır. Kaynakların sınırlı olmasının ve talep artışının, gelecek yıllarda enerji fiyatlarında önemli artışların meydana gelmesine sebep olması beklenmektedir. Bu durumun önüne geçmek için düşünülen önemli çözümlerden biri daha az enerji ihtiyacı olan sistemler üretmektir. Dünyada sektörel enerji tüketiminin %40'ını konutlardaki enerji tüketimi oluşturmaktadır. Tasarruf edilecek enerji miktarının da potansiyelinden dolayı bu alan çalışma için uygun görülmüştür. Kullanılan binada yapılan optimizasyon çalışması için eQUEST programı ve 3.65 versiyonu kullanılmıştır. Bu program, ücretsiz olması, saatlik ısıl yük hesaplaması yapabilmesi ve basit yapılar için daha kullanışlı olmasından dolayı seçilmiştir. Program ASHRAE standartlarına göre kabuller yapılarak oluşturulmuştur. Alınan sonuçlar kWh/m2yıl birimi ile kullanılmıştır. Yapılan çalışmada oluşturulan bina mimarisi sabit tutulmuştur. Aynı mimari farklı iklim bölgelerinde kullanılmıştır. İklim bölgeleri belirlenirken TS825 standartlarına göre belirlenmiş 5 farklı derece gün bölgesinden 5 farklı iklim verisi alınmıştır. Her bölge için önerilen toplam ısı geçiş katsayıları kullanılmış ve bu değerlerin ısıtma yükü, soğutma yükü ve ısıtma ve soğutmaya bağlı birincil enerji ihtiyacına etkisi incelenmiştir. Bina 45 derecelik açılarla döndürülerek yönlenmeye bağlı etkileri incelenmiştir. Ek olarak incelenen 10 farklı pencere türü için güney yönüne bakan pencere alanına göre ihtiyaç duyulan ısıl yük grafikleri oluşturularak sonuçlar incelenmiştir. Kullanılan bir diğer parametre ise gölgeleme kullanımı olmuştur. Dış duvara dik, farklı uzunluklarda kullanılan gölgeleme için sonuçlar incelenmiştir. Yapılan çalışmada değerlendirme ölçütü büyük önem taşımaktadır. Kullanılan parametreler için ısıtma yükü, soğutma yükü, ısıtma ve soğutmaya bağlı birincil enerji ihtiyacı değerlerine ulaşılmıştır. Araştırılan her parametre için kullanılan değerler arasından en fazla enerji tasarrufu sağlayan değer referans olarak kabul edilmiştir. Bu referans değerin kullanımı ile ulaşılan ısıl yükler kalan diğer sonuçlar ile karşılaştırılmıştır. Yüzde fark değerleri bulunarak not edilmiştir. Bu değerlerin ortalaması alınmış ve kullanılan parametre için seçilen en uygun parametrenin minimum kazanç değerine ulaşılmıştır. Yönlenme için 8 farklı yön kullanılmıştır. Referans olarak seçilen cephenin güney yönünde kullanılması ile %4-%9 minimum kazanç değerlerine ulaşılmıştır. TS825'te önerilen toplam ısı geçiş katsayılarının kullanımı ile ısıtma yükünde görülen değişimlerin soğutma yüklerine göre daha fazla olduğu görülmüştür. Kullanılan standardın sadece ısıtma yükleri için oluşturulduğunu doğrulamaktadır. Kullanılan pencere türleri için yine referans değerler alınmıştır. %8-%35 aralığında minimum kazanç değerlerine ulaşılmıştır. Bir diğer parametre olan gölgeleme için dış duvara dik uzunluğuna bağlı olarak farklı iklim bölgeleri için birincil enerji ihtiyacında %2-%8 aralığında kazanç değerlerine ulaşılmıştır. Araştırılan parametrelerin her iklim bölgesi için farklı oranda etkileri olmuştur. Bu etkilerin daha iyi gözlenmesi ve daha açık sonuçlara ulaşması istenmiştir. Her parametre için seçilen referans değerlerden alınan ısıl yükler bulunmuştur. Diğer değerler de kullanılarak sonuçlara ulaşılmıştır. Referans ısıl yükler ile diğer sonuçların yüzde farkları bulunmuştur. Bu değerlerin ortalaması alınarak yapılan seçimin bütün sonuçlar arasından ortalama kazancı bulunmuştur. Farklı parametreler için uygulanan bu değerler, bir iklim bölgesinin enerji ihtiyacında kullanılan parametrelerin etki yüzdesini göstermektedir. Diğer bölgelerde gölgeleme etkisi çok daha düşük iken Antalya'da %33 sonucuna ulaşılmıştır. Yönlenme etkisi %17-%24 arasında değişirken cam seçimi için %48-%76 aralığında değerler ulaşılmıştır. Farklı mimarilerde optimizasyon çalışması yapılması, hareketli gölgeleme sistemleri kullanması, maliyet analizi yapılması ileriki çalışmaların konusu olabilecek önemli alanlardır.