Binalarda enerji modellemesi, enerji performans analizi ve yenilenebilir enerji kullanımının çevre dostu yeşil bina uygulama örneği kapsamında değerlendirilmesi

Abstract

Dünyada artan nüfus, teknolojideki ilerleme ve sanayileşme ile birlikte hızla artmaya devam eden enerji ihtiyacı mevcut kaynakların daha etkin kullanımını ve yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelimi gerekli kılmaktadır. Enerji tüketimi ve üretilen enerji miktarı ülkelerin gelişmişlik düzeyleriyle paralel olarak her geçen gün artmaktadır. Yapılan çalışmalarda birçok gelişmiş ülkede enerji tüketiminin büyük bir kısmından binaların sorumlu olduğu ve her yıl binaların enerji tüketimini istikrarlı bir şekilde arttırdığı görülmektedir. Ayrıca binalar sadece büyük miktarda enerji harcamakla kalmayıp, çevre için zararlı olabilecek ve dünyanın iklim değişikliğinde büyük bir rol oynayabilecek önemli miktarlardaki CO2 emisyonlarının sorumlusu olarak da değerlendirilmektedir. Binaların enerji kaynakları kullanımında ve emisyon üretimindeki yüksek payları göz önünde bulundurulduğunda çevre dostu yeşil binalar, gelecek nesillerin sağlıklı bir dünyada yaşamlarına devam edebilmesi açısından büyük önem taşımaktadır. Yeşil binaların sayılarının giderek artması ile birlikte standartlaşma ve sertifikalandırma çalışmaları başlamıştır. Yeşil bina sertifikalandırma kriterleri içerisinden en önemlilerinden biri enerji verimliliği olup, bina enerji performansı çeşitli modelleme programları ile değerlendirilmektedir. Bu çalışma kapsamında, Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Çorlu Mühendislik Fakültesi ek derslik binası Design Builder ve Energy Plus simülasyon programları ile modellenerek enerji performans analizi yapılmıştır. Ayrıca ek derslik binası yenilenebilir enerji kullanımı tasarımı ve çeşitli iyileştirme önerileri ile modellenmiş, enerji performans değerlendirme karşılaştırmaları yapılmıştır. Yapılan çalışmada ek derslik binasının mevcut enerji tüketimi toplamı 158836 kWh, yıllık enerji maliyeti 11336 dolar ve yıllık CO2 emisyon miktarı 71812 CO2 kg olarak hesaplanmıştır. Ek derslik binasının yenilenebilir enerji kullanımı ile tasarlanması sonucunda ise; fotovoltaik panel kullanımı ile toplam enerji tüketiminin yaklaşık %33 yıllık enerji maliyetinin ise %45 ve yıllık CO2 emisyon miktarının %37 oranında, toprak kaynaklı ısı pompası kullanımı ile toplam enerji tüketiminin yaklaşık %29 yıllık enerji maliyetinin ise %4,4 ve yıllık CO2 emisyon miktarının %33 oranında ve bina bileşenlerinin iyileştirilmesi ile toplam enerji tüketiminin yaklaşık %26 yıllık enerji maliyetinin %31 ve yıllık CO2 emisyon miktarının ise %30 oranında azaltılabildiği tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda ek derslik binasının gerek elektrik tüketiminde gerekse doğalgaz tüketiminde ciddi oranda tasarruf potansiyeline sahip olduğu ve yenilenebilir enerji kullanımı ile ek derslik binasının toplam enerji tüketim, yıllık enerji maliyet ve yıllık CO2 emisyon miktarlarının yüksek oranlarda azaltılabildiği belirlenmiştir.

Increasing population in the world, progress in technology and industrialization, and the need for energy that continues to increase rapidly requires more efficient use of existing resources and a shift towards renewable energy resources. Energy consumption and the amount of energy produced, are increasing day by day in accordingly with the development levels of the countries. Many studies suggest that buildings are responsible for most of the energy consumption in various developed countries and the buildings increase their energy consumption steadily every year. In addition, buildings not only consume a large amount of energy, but are also responsible for significant CO2 emissions that can be harmful to the environment and play a major role in the world's climate change. Considering the high percentage of buildings in the use of energy resources and emissions production, environment friendly green buildings are of great importance for the future generations to pursue their lives in a healthy world. With the increasing number of green buildings, standardization and certification studies have begun. One of the most important criteria for green building certification is energy efficiency and building energy performance is evaluated by various modeling programs. In this study, energy performance analysis was performed by modelling with Tekirdağ Namık Kemal University Çorlu Engineering Faculty Additional Classroom Building Design Builder and Energy Plus simulation programs. Moreover, additional classroom were modelled with various suggestions for improvement and use of renewable energy, and energy performance evaluation comparisons were made. In the study, the total energy consumption of the additional classroom building is calculated as 158836 kWh, the annual energy cost is 11336 dollars and the annual CO2 emission amount is 71812 CO2 kg. As a result of the design of additional classroom with the use of renewable energy; With the use of photovoltaic panels, total energy consumption is reduced by 33%, annual energy cost by 44% and annual CO2 emissions by 37%; With the use of ground source heat pumps, total energy consumption is reduced by 29%, annual energy cost by 4% and annual CO2 emission by 33%; With the improvement of building components, total energy consumption is reduced by 26%, annual energy cost by 31% and annual CO2 emission by 30%. As a result of the study, additional class was determined to has a significant saving potential for both electricity and natural gas consumption; With the use of renewable energy, the energy consumption, annual energy costs, and annual CO2 emission levels of the additional classroom building have been significantly reduced.