Türkiye`de binalarda ısıtma enerjisi korunumu yönetmeliğinin sıcak kuru iklim bölgesi için değerlendirilmesi

Abstract

Türkiye'deki Binalarda Isıtma Enerjisi Korunumu Yönetmeliğinin Sıcak Kuru İklim Bölgesi İçin Değerlendirilmesi ÖZET Günümüzde insan yaşamı teknolojiye ve onun yakıtı olan enerjiye bağımlı hale gelmiştir. Dünyada tüketilen enerji gün geçtikçe artmakta ve tüketilen enerjinin büyük bölümü fosil yakıt kaynaklarından karşılanmaktadır. Fosil yakıt rezervlerinin gelecekte tükenecek oluşu ve fosil yakıtlarının kullanımının neden olduğu çevre kirliliği gibi nedenlerden dolayı, enerji konusu toplumlar için ciddi bir sorun haline gelmiştir. Enerji sorunu çeşitli ülkelerde çeşitli platformlarda tartışılmış ve çeşitli çözüm önerileri ortaya konmuştur. Bu açıdan, sürdürülebilirlik ve ekoloji gibi kavramlar ön plana çıkmış, enerji tasarrufunun Önemi artmıştır. Ülkeler enerji üretimi amacıyla fosil yakıtlarına bağımlılığı azaltmak için yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımına ağırlık vermişlerdir. Sürdürülebilirlik, ekoloji ve enerji tasarrufu gibi kavramlar tüm endüstri ve üretim dallarında olduğu gibi bina endüstrisinde de önem kazanmıştır. Binalarda tüketilen enerji miktarı bir ülkenin ürettiği toplam enerji miktarı içinde önemli bir pay tutmaktadır. Bu sebepten bina endüstrisi çalışmalarım bu alanda yoğunlaşmıştır. Bu çalışmaların sonucu olarak, binalarda yenilenebilir enerji kaynaklarının doğrudan veya dolaylı kullanıldığı sistemler ile enerji tasarrufu sağlayan sistemler bu alanda önemli teknolojik gelişmeler olarak göze çarpmaktadır. Binalarda tüketilen toplam enerjinin yaklaşık %40'mı ısıtma enerjisi giderleri oluşturmaktadır. Bilindiği gibi, binalarda ısıtma enerjisi açısından enerji kaybının en yüksek olduğu yapı elemanı yapı kabuğudur. Bina endüstrisi binalarda yaşanan bu sorunu çözmek üzere yaptığı çalışmaların sonucu olarak yapı kabuğundan kaynaklanan enerji kayıplarını azaltan düzenlemeler geliştirmiştir. TS 825 Binalarda Isı Yalıtım Kuralları binalarda ısı kayıplarını azaltmaya yönelik düzenlemelerden biridir. Bu çalışmada, Mardin ve İstanbul illeri için TS 825 'e uygun olarak yapılmış binaların ısıl performansım değerlendirmeye yönelik bir yaklaşım ortaya konmaktadır. Çalışmanın birinci bölümünde konunun daha iyi anlatılabilmesi için konuya geniş bir perspektiften bakılarak konu ile ilgili temel kavramlar ve enerji sorunu küresel ölçekte anlatılmaktadır. İkinci bölümde binalarda enerji tasarrufunun önemi anlatılarak binalarda iklimsel konforu ve enerji harcamalarını etkileyen iklimsel ve yapma çevre değişkenleri açıklanmıştır. Çalışmanın üçüncü bölümünde, yapı kabuğunda enerji korunumunun sağlanmasına yönelik Avrupa' daki ve Türkiye'deki düzenlemeler anlatılmaktadır. Ayrıca bu bölümde Türkiye'de geçerli olan ısı korunumu yönetmeliği ayrıntılı olarak incelenip, eksik yönüne yönelik olarak sıcak kuru iklim bölgesinde enerji korunumu ayrıntılı olarak açıklanmaktadır. xıBina kabuğundan ısı geçişi çalışmanın dördüncü bölümünde anlatılmaktadır. Bu bölümde ilk olarak ısı geçiş türleri açıklanıp daha sonra ısı geçişinde rejimler anlatılmıştır. Bu kapsamda ısı geçişindeki denge rejimi ve zamana bağlı rejim açıklanmıştır. Denge rejimi TS 825 standardının dayandığı hesap metotlarından biridir. Zamana bağlı rejim ise beşinci bölümde açıklanacak olan bu tez kapsamındaki hesaplamalarda kullanılan yöntemdir. Bu çalışma kapsamında geliştirilen, İstanbul ve Mardin illeri için ısı kayıplarının hesaplanmasına yönelik yaklaşım çalışmanın beşinci bölümünde anlatılmaktadır. Yaklaşım dört ana aşamadan oluşmaktadır. Birinci aşama, dış çevre iklim koşullarına ait verilerin toplanmasıdır. Bu aşama meteorolojik verilerin derlenmesi esasına dayanır. İkinci aşamada iç çevre iklim koşullan belirlenmektedir. Bu koşullar mekanın fonksiyonuna bağlı olarak belirlenebilen konfor koşullandır. Üçüncü aşamada, ısıl performansı değerlendirilecek hacme ait dizayn değişkenlerinin değerleri belirlenmektedir. Bu bağlamda, hacmin kullanım süresi, diğer binalara göre konumu, hacme ilişkin boyutlar ve yönlendiriliş durumu, opak bileşenin yutuculuk katsayısı, saydamlık oram, opak bileşenin toplam ısı geçirme katsayısı sınır değerlerinin belirlenmesi ve önerilen toplam ısı geçirme katsayılarım gerçekleştiren katmanlaşma alternatiflerinin seçilmesi açıklanmaktadır. Dördüncü aşama ise hacimden zamana bağlı rejimde alman ısı miktarının, iç yüzey sıcaklıklarının ve iç hava sıcaklıklarının hesaplandığı aşamadır. Çalışmanın altıncı bölümünde, geliştirilen yeni yaklaşım İstanbul ve Mardin'de inşa edilecek örnek bir bina üzerinde uygulama yöntemi anlatılmaktadır. Uygulama çalışmasının amacı, ele alman hacmin TS 825'in aynı bölge diye kabul ettiği farklı iklim bölgelerinde yapılması durumunda ısısal performansını ortaya koymaktır. Yedinci bölümde, bir önceki bölümde yapılan uygulama çalışmasından elde edilen bulgulara yer verilmiştir. Elde edilen bulgulara göre sıcak kuru iklim bölgesinde kabuğun ısısal performansının değerlendirilmesinde ısıl kütlenin önemli bir yer tuttuğu ortaya konmuştur. Çalışmanın sekizinci bölümünde, çalışmaya ilişkin genel sonuçlara yer verilmiştir. Yedinci bölümde verilen bulgulardan da görüldüğü gibi, sıcak kuru iklim bölgesinde dış sıcaklığın gün içerisindeki değişim genliği çok fazla olduğundan, enerji tasarrufu açısından uygun bina kabuğunu tanımlamada U (k) katsayısı yetersiz kalmaktadır. Sonuç olarak, sıcak kuru iklim bölgesinde enerji etkin bina kabuğu U (k) katsayısının yanı sıra kabuğun ısı depolama kapasitesi ile birlikte tanımlanmalıdır. Dolayısıyla sıcak kuru iklim bölgesinde kabuğun ısı depolama kapasitesine ağırlık verecek farklı yöntemler kullanılacak şekilde standarda özel maddeler eklenmelidir. xıı

THE EVALUATION OF HEATING ENERGY CONSERVATION STANDART FOR BUILDINGS FOR HOT AND DRY CLIMATE ZONE OF TURKEY SUMMARY Nowadays human life become independent to technology and its fuel which is energy. Amount of energy supply has been increasing and most of the amount has been provided from fosil fuels. Energy become an important issue for human life because of the limited amount of fosil fuels and environmental pollution. Energy issue has been discussed in many countries and many solutions to the issue has been developed. As a result of these discussions importance of some term such as sustainability and energy save have been increased. Countries give importance to using natural energy sources to avoid from using fosil fuels. Sustainnability and energy saving terms take place in building construction industry too. Energy consumption in buildings has a great rate in countries' total energy consumption. Therefore, buildings industry focuses on this point. It is known that heating energy demand of a building has a great rate in building total energy consumption. In addition to that, most of the heating energy has been lost from building envelope. TS 825, Heating Energy Conservation Standard for Buildings, is one of the regulations aimed at the reducing of heat loss in buildings in Turkey. In this study an approach to evaluate the thermal performance of buildings which are constructed in conformity with TS 825 for Mardin and Istanbul cities. The study consists of eight chapters: In the first chapter, general concepts of the subject are given. Energy terms and energy issue are explained from the global perspective for a better understanding perception of the subject. In the second chapter, relationships between energy using and building are explained and energy conscious design parameters are given. In the third chapter of the study, standards devoted to provide energy conservation in building envelope in Europe and Turkey are put forth..Moreover this chapter not only thoroughly examines the Heating Energy Conservation Standard which is in use in Turkey but it also explains the insufficiency of the mentioned standard about the energy consumption in detail in hot and dry climate zone In sixth chapter, a new approach is developed for the application method on a sample building that's going to be constructed in Istanbul and Mardin. According to the results, U (k) coefficient is insufficient to define the building envelope which is appropriate for energy consumption while the diversity expansion of the outdoor temperature during daytime in hot and dry climate zone is too much. xmAs it is seen in chapter seven, heat storage capacity of the envelope should be defined together as well as the energy efficient building envelope coefficient U (k) in hot and dry climate zone. As a result specific clauses to the standard should be added so that various methods in order to concentrate on the heat storage capacity of the envelope in hot and dry climate can be used. xiv