`Neredeyse sıfır enerji` ofis yapılarında yapı elemanlarının ortam konforuna etkisinin yapı enerji simülasyonu yardımıyla araştırılması

Abstract

Gelişmiş ülkelerde birincil enerji tüketiminin yüzde 15-20'si arasında bir kısmı ofis yapılarının enerji ihtiyacını karşılamak için kullanılmaktadır. Bu çerçevede Avrupa Birliği mevzuatında 2020 yılından itibaren yeni yapılan binaların `neredeyse sıfır enerjili bina (nSEB)` olarak tasarlanması gerektiği kararını almıştır. Günümüzdeki uygulamalar nSEB olmaktan uzaktır, bu nedenle tasarım aşamasında optimizasyon ve değerlendirme yapılması gerekmektedir. nSEB'in yaygınlaşmasına yönelik yapılan bu çalışmada, yapı kabuğu elemanlarının nSEB olma üzerine etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Çalışmada, seçilen bir ofis yapısı, yapı kabuğu elemanlarının ortam konforu ve binanın enerji etkinliğine olan etkisinin araştırılması için bina enerji simülasyonu (BES) yöntemiyle modellenerek simülasyon sonuçları değerlendirilmiştir. Çalışma beş bölümden oluşmaktadır: Birinci bölümde problem tanımlanmış olup, çalışmanın amacı, kapsamı ve yöntemi belirlenmiştir. İkinci bölümde nSEB ve ilgili kavramlar tanımlanmış, yurt dışındaki ve yurt içindeki ilgili yönetmelik ve düzenlemeler, hesaplama yöntemleri ve standartları incelenmiştir. Üçüncü bölümde literatürdeki, enerji etkinliği BES yardımıyla araştırılan nSEB vakaları incelenmiştir. Seçilen vakalar daha çok sıcak/ılıman iklimde, yapı kabuğunun değişkenlerini farklı senaryolar yardımı ile karşılaştıran çalışmalardır. Dördüncü bölümde, Dokuz Eylül Üniversitesi Tınaztepe Yerleşkesi içerisinde seçilen ofis binasının yapı kabuğunun optimize edilerek, binanın nSEB haline getirilmesindeki ve ortam konforunun geliştirilmesindeki etkisi, BES yardımıyla araştırılmıştır. Öncelikle simülasyon modeli, iç ve dış mekanda yapılan ölçümlerle doğrulanmıştır. Bu modelde, ilk aşamada mevcut binanın cephesine getirilen öneriler ile binanın ısıtma, soğutma, aydınlatma enerji ihtiyacının azaltılması ve ısıl konfor sınırları içerisinde kalınarak konforsuz saat sayısının azaltılması hedeflenmiştir. İkinci aşamada, aynı hedeflerin yanısıra bina cephesinin yeniden tasarlanması ve yardımcı sistemlerin eklenmesiyle nSEB kriterlerinin sağlanması da hedeflenmiştir. Son bölümde sonuçlar değerlendirilmiştir.

In developed countries, between 15-20 percent of the primary energy consumption is used to meet the energy needs of office buildings. In this context, European Union legislation stated that new buildings built from 2020 should be designed as `nearly zero energy buildings (nZEB)`. Today's applications are far from approaching nZEB, so innovative technologies need to be explored and implemented. This study, aims to investigate the effect of building envelope elements and energy efficient building systems being nZEB. The effect of building envelope elements on thermal comfort and energy efficiency are investigated at a selected office building in Dokuz Eylül University Tınaztepe campus via building energy simulation (BES) modeling. The study consists of five chapters. In the first chapter, the problem is defined and the aim, scope and method of the study are determined. In the second chapter, nZEB and related concepts are defined, the historical development, related regulations in Turkey and abroad, calculation methods and standards are examined. In the third chapter, sample nZEB cases from the literature are investigated. Selection criteria for cases include; being in a warm / temperate climate location and examining building envelope parameters with different scenarios. In the fourth chapter, the effect of the selected office building's envelope to make the building nZEB and improve the comfort of the building is investigated via BES. The simulation model is validated by indoor and outdoor measurements. In the first part of the improvement scenarios, passive systems are applied to the façade of the existing building with the aim to reduce the heating, cooling and lighting energy needs of the building, keep the thermal comfort within limits and reduce the number of discomfort hours. In the second part, the design aimed to meet nZEB criteria in addition to the aforementioned objectives, by redesigning the building facade and adding auxiliary systems. In the last chapter, the results are evaluated.