Enerji etkin bina tasarım modeli

Abstract

Enerji tüketiminin yarısına yakınının binalardan kaynaklanması ve küresel enerji darboğazı, yapı sektöründe enerji etkin tasarımı gittikçe önemli kılmaktadır. Buna yönelik, enerji analiz süreci, dünyanın her yerinde artan düzenlemelerle tasarım sürecinin erken aşamasına dâhil edilmektedir. Bina Bilgi Modellemesi-BIM araçları, tasarımcıların, nihai tasarım çözümlerini uygulamaya başlamadan; enerji etkin binaların elde edilmesine, projenin farklı tasarım alternatiflerinin deneyimlenmesine, zamanın ve maliyetin etkin kullanılmasına olanak sağlayan dijital süreçlerdir. Yapılarda enerji tüketiminin denetlenebilmesi için bu süreçlerin kullanımının yaygınlaşması gerekmektedir.Bu tez çalışmasında; erken tasarım aşamasında binanın belirlenen enerji etkin tasarım parametreleri doğrultusunda tasarlanması ve bu aşamada binaya enerji etkin sistemlerin entegre edilmesiyle, enerji tüketim miktarında sağlanacak tasarruf oranının ortaya konulması amaçlanmıştır. Aynı zamanda BIM ve Bina Enerji Modellemesi-BEM süreçlerinin tasarıma dâhil edilmesinin sağladığı faydalar belirtilmiştir. Enerji etkin tasarım parametreleri; kullanıcıya, dış çevreye ve binaya ilişkin parametreler olmak üzere üçe ayrılarak incelenmiştir. Pasif ve aktif sistemler olmak üzere enerji etkin sistemler belirtilerek yapılarda yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı değerlendirilmiştir. Bu doğrultuda, belirlenen enerji etkin tasarım parametreleri ve enerji etkin sistemler ışığında sıcak-nemli iklim tipi için bir uygulama örneği üzerinden enerji etkin bina tasarımı modellenmiştir. Model kapsamında, enerji etkin tasarlanan alternatifi ile enerji tüketim miktarlarının karşılaştırılması için bir referans bina oluşturulmuştur. Referans bina üzerinden, binanın enerji performansını etkileyecek parametrelerin farklı alternatifleri değerlendirilmiştir. Bu alternatifler arasından enerji tüketimini minimuma indirecek kombinasyon oluşturularak enerji etkin bina oluşturulmuştur. Modellemede pek çok parametreden sadece en çok etki edenler incelenmiş ve program kısıtlamalarıyla hareket ederek çalışılmak zorunda kalınmıştır. Modelleme süreci oluşturulmasında BIM yazılımı Autodesk Revit kullanılmıştır. Model, enerji performans analizlerinin yapılması ve tasarım alternatiflerinin değerlendirilmesi için Green Building Studio-GBS'ye aktarılmıştır. Bu şekilde, modelin BEM süreci tamamlanmıştır. GBS, Revitle entegre bir şekilde çalışan ve kullanımı gittikçe yaygınlaşan web tabanlı bir enerji modelleme yazılımıdır. Aynı zamanda enerji etkin bina özelinde, uygun tasarım kararlarının alınmasında yol gösterici olarak Autodesk Insight yazılımından da yararlanılmıştır. Yapılan enerji performans analizleri sonucu, enerji etkin tasarım kararlarının uygulanması ile referans binaya göre; elektrik tüketiminde %56,7, yakıt tüketiminde ise %89 oranında iyileşme sağlanmıştır. Bu sonuçlar, iklim tipine uygun olacak şekilde tasarlanmış enerji etkin binanın, enerji tüketim miktarında yaşam döngüsü boyunca önemli ölçüde enerji tasarrufu sağlayabileceğini göstermektedir.

The fact that almost half of the energy consumption is due to buildings and the global energy bottleneck makes energy efficient design in the building sector increasingly important. To this end, the energy analysis process is incorporating into the early stages of the design process with increasing regulations all over the world. Building Information Modeling-BIM tools, designers, final design solutions before starting to implement; these are digital processes that enable the creation of energy efficient buildings, experience of different design alternatives of the project, effective use of time and cost. In order to control the energy consumption in the buildings, the use of these processes should become widespread.The aim of this thesis to design the building in line with the energy-efficient design parameters at the early design stage, and to integrate energy-efficient systems into the building at this stage to determine the saving rate to be provided in the amount of energy consumption. At the same time, the benefits of incorporating BIM and Building Energy Modeling-BEM processes into the design are indicated. Energy efficient design parameters; the parameters related to the user, the external environment and the building were divided into three. The use of renewable energy sources in buildings has been evaluated by specifying energy efficient systems including passive and active systems. Accordingly, the energy efficient building design is modeled through an application example for the hot-humid climate type in light of the energy-efficient design parameters and energy-efficient systems. Within the scope of the model, a reference building has been established to compare the energy-efficient alternative and the energy consumption amounts. Different alternatives of the parameters affecting the energy performance of the building were evaluated through the reference building. Energy-efficient building has been created by creating a combination that minimizes energy consumption among these alternatives. In the modeling, only the most influential of many parameters were examined and had to be studied by acting with program restrictions. Autodesk Revit, the BIM software, was used in the modeling process. The model was transferred to Green Building Studio-GBS for the analyzes of energy performance and evaluation of design alternatives. In this way, the BEM process of the model has been completed. GBS is a web-based energy modeling software that works in an integrated manner with Revit and is becoming increasingly popular. At the same time, for the energy efficent building, Autodesk Insight software was used as a guide for making appropriate design decisions. As a result of energy performance analyzes, According to the reference building with the implementation of energy efficient design decisions; electricity consumption and fuel consumption improved by %56.7 and %89, respectively. These results show that the energy-efficient building designed according to the climate type can provide considerable energy savings during the life cycle in the amount of energy consumption.