BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ. BEP-tr

Transkript

1 BUILdIST Eko Binalar ve Enerji Verimliliği BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ ve BEP-tr Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ İTÜ-Mim.Fak. ( EKOMİM (

2 NEDEN ENERJİ VERİMLİ BİNALAR? Türkiye de Enerji Üretimi ve Tüketimi Enerji tüketimi (BinTep) Enerji Üretimi (BinTep) Yaşam Dönemi Bina Maliyeti

3 NEDEN ENERJİ VERİMLİ BİNALAR? YEġĠL BĠNA SERTĠFĠKASYONU SÜRDÜRÜLEBİLİR YERLEŞİM SU VERİMLİLİĞİ ENERJİ & ATMOSFER MALZEME & KAYNAKLAR İÇ HAVA KALİTESİ YENİLİK & TASARIM SÜRECİ BÖLGESEL ÖNCELİK CERTIFIED PUAN SILVER SERTİFİKA PUANCERTIFIED PUAN PUAN SILVER GÜMÜŞ PUAN PUAN GOLDALTIN PUAN PUAN PLATINUM 80 PUAN VE ÜZERİ PLATIN GOLD PLATINUM 80 PUAN VE ÜZERİ PUAN 80 PUAN VE ÜZERİ 28 PUAN 10 PUAN 37 PUAN 13 PUAN 12 PUAN 6 PUAN 4 PUAN

4 ENERJİ VERİMLİLİĞİ ÜRÜN KALĠTESĠNDEN ÖDÜN VERMEDEN ÜRETĠM ĠÇĠN GEREKLĠ ENERJĠNĠN TASARRUFLU KULLANILMASI. BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ KULLANICI KONFORUNDAN ÖDÜN VERMEDEN ISITMA, SOĞUTMA, HAVALANDIRMA, AYDINLATMA VE SICAK SU ĠÇĠN GEREKLĠ ENERJĠNĠN TASARRUFLU KULLANILMASI

5 BİNA ENERJİ PERFORMANSI Binalarda enerji verimliliği göstergesi BĠNA ENERJĠ PERFORMANSI dır.. Enerji performansı yüksek bina= Enerji verimli bina YEŞİL BİNANIN EN ÖNEMLİ KOŞULU

6 ENERJĠ VERĠMLĠ BĠNA= DÜġÜK MALĠYET 100,000 m2 bir ofiste %50 TASARRUFUN PARASAL KARġILIĞI ~ TL /yıl

7 BİNA ENERJİ PERFORMANSINDA ETKİN PASİF SİSTEM PARAMETRELERİ Beton %30 Çimen % 6 Asfalt % 7 Kar %60-80 Tuğla (kırmızı) %40 Beton %20-30 Aluminyum %85 Sıva(düzgün,beyaz) %80 Mermer (beyaz) %80

8 ENERJĠ PERFORMANSINDA BĠNA KABUĞUNUN ÖNEMĠ Bina kabuğu, konfor ve enerji tasarrufunda pasif ve aktif sitemin performansını belirleyen en önemli etkendir. BĠNA KABUĞUNUN ENERJĠ VERĠMLĠLĠĞĠNĠ ETKĠLEYEN FĠZĠKSEL ÖZELLĠKLERĠ ISI GEÇĠRME KATSAYISI (U Katsayısı) SAYDAMLIK ORANI YÜZEY RENGĠ (Güneş ışınımı yutuculuk ve ışık yansıtıcılık) ISIL KÜTLE Zaman geciktirmesi ve genlik küçültme SAYDAM BĠLEġENLERĠN GÜNEġ IġINIMI ve GÜNIġIĞI GEÇĠRGENLĠKLERĠ

9 CEPHE TASARIMININ TOPLAM ENERJİ Annual Energy Demand (kwh/m2.a) Annual Energy Demand (kwh/m2.a) Annual Energy Demand (kwh/m2.a) Annual Energy Demand (kwh/m2.a) PERFORMANSINA ETKİSİ GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6 Glazing Types 0 GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6 Glazing Types Space Heating Cooling Lighting Space Heating Cooling Lighting GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6 0 GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6 Glazing Types Glazing Types Space Heating Cooling Lighting Space Heating Cooling Lighting

10 ENERJĠ VERĠMLĠ BĠNA TASARIMDA ENERJĠ MODELLEME GEREĞĠ Enerji verimli bina tasarımını etkileyen değiģkenlerin sayısının çokluğu nedeniyle; binaların tüm yaģam dönemi boyunca enerji, çevresel ve ekonomik açılardan etkinliğinin belirlenmesinde ENERJĠ MODELLEME YÖNTEMLERĠ kullanmak zorunludur ve tüm dünyada ENERJĠ SĠMÜLASYON ARAÇLARI enerji verimli ve yeģil bina tasarımının ayrılmaz parçası haline gelmiģtir.

11 SĠMÜLASYON ARAÇLARININ KULLANIM ALANLARI Enerji etkin ve/veya YeĢil Bina tasarım aģamasında, gelecekteki enerji tüketimi ve sera gazı salım miktarının doğruya yakın bir Ģekilde tespit edilmesinde, Mevcut binaların iyileģtirilmesinde iyileģtirme yöntemine karar vermek için, Aynı iģlev kategorisindeki binalara enerji kimlik belgesi vermek üzere performans karģılaģtırılmasında.

12 ENERJĠ VERĠMLĠ BĠNA TASARIMI için ENERJĠ MODELLEME Bu amaca yönelik olarak mutlaka dinamik analiz yapabilen programlar kullanmak gerekir. Veri yönetiminin tüm verileri detaylı bir şekilde girmeye olanak sağlayacak şekilde profesyonelce yapılması zorunludur. Enerji performansını etkileyecek bütün verilerin detaylı girilmemesi durumunda sonuçlar yanıltıcı olur. Sonuçlar bu hedefe uygun olarak, mutlaka bina-enerji uzmanlarınca analiz edilerek değerlendirilmelidir. Uygulamalarda çoklukla rastlanan hataların çoğu genellikle, programların kullanımına uzmanlık düzeyinde hakim olmayan ve basit kullanıcı ara yüzleriyle çözüme ulaģmaya çalıģan kullanıcılar tarafından yapılmaktadır.

13 DETAYLI SĠMÜLASYON Kullanıcı Hataları Fan Coils Senaryo Elektrik akışı kwh/a kwh/m2,a Chiller Tower Fans Room Electricity Pumps Fans (Vent) Lighting Hot Water Lights Equipment System Fans Electricity Gas (Boiler)

14 MEVCUT BĠNALAR için ENERJĠ MODELLEME Tasarım aģamasındaki binalar için yapılan analiz ile arasındaki fark, eğer doğru ölçülmüş detaylı enerji giderlerini gösteren belgeler var ise, simülasyonun sağlamasının yapılıp hataların düzeltilmesi, dolayısıyla binada enerji etkin iyileģtirme senaryolarının test edilmesi için doğrulaması yapılmıģ simülasyona ulaģma olanağının olmasıdır.

15 YEġĠL BĠNA SERTĠFĠKASYONU için ENERJĠ MODELLEME Günümüzde zorunlu olmamakla birlikte enerji etkin ekolojik bina tasarımını özendirici gönüllü sertifika sitemi olan yeģil bina sertifikasyonunda da detaylı simülasyona dayalı enerji analizlerin yapılması gerekir. Aksi takdirde enerji tüketimi göstergeleri de, sera gazı salım göstergeleri de yanıltıcı olacaktır. Türkiye de de giderek yaygınlaşan bu sistemde basit kabullerle yapılan simülasyonlarda bu yanılgıya rastlanmakta ve simülasyon araçlarının bu amaç için kullanılmasındaki hedef saptırılmaktadır.

16 YEġĠL BĠNA SERTĠFĠKASYONU için ENERJĠ MODELLEME yeģil bina sertifikasyonunda detaylı simülasyona dayalı enerji analizlerinin yanı sıra, ısıl ve görsel konfor analizlerinin de yapılması zorunludur. Bu noktalara dikkat etmeden yapılan analizler sadece yeşil sertifika almak için göstermelik düzeyde binanın gerçek enerji ve konfor performansını yansıtmaktan uzak analizlerdir.

17 YEġĠL BĠNA SERTĠFĠKASYONU için ENERJĠ ANALĠZLERĠ ISITMA ve SOĞUTMA ENERJİ İHTİYACI AYDINLATMA KAYNAKLI ELEKTRİK ENERJİSİ TÜKETİM DEĞERLERİ

18 YEġĠL BĠNA SERTĠFĠKASYONU için KONFOR ANALĠZLERĠ GÖRSEL KONFRORUN SAĞLANDIĞI YILLIK TOPLAM SÜRE YÜZDESİ ISIL KONFORUN SAĞLANDIĞI YILLIK TOPLAM SÜRE YÜZDESİ

19 ENERJĠ KĠMLĠK BELGESĠ için PERFORMANS BELĠRLEME Tüm binalara enerji kimlik belgesi verilmesi, artık Türkiye de de zorunludur. Binalara Kimlik Belgesi vermek üzere enerji sınıfının sağlıklı olarak karģılaģtırılabilmesi için, karģılaģtırmanın standart koģullarda yapılması gerekir. Ülkedeki binlerce binayı kapsayacak bu uygulamanın, binaları tek tek detaylı analiz etmek için geçerli olan yöntemler kullanılarak yapılması mümkün değildir. BasitleĢtirilmiĢ yöntemler kullanılması gerekir.

20 BEP- tr Türkiye için Bina Enerji Performansı Hesaplama Yöntemi (BEP-tr), enerji tüketimine etki eden tüm parametrelerin, binaların enerji verimliliğine etkisini değerlendirmek ve enerji performans sınıfını belirlemek için geliştirilmiştir.

21 BEP- tr Hesaplama yöntemi; konut, ofis, eğitim, sağlık binaları, oteller ile alıģveriģ ve ticaret merkezleri gibi bina tipolojilerindeki mevcut ve yeni binaların enerji performansını değerlendirmek için kullanılabilir.

22 BEP- tr Bu yöntemin özellikle binanın enerji davranıģını gösteren net enerji hesaplama adımının sonucunda elde edilebilecek çıktılar; Binanın ısıtılması için yıllık net enerji ihtiyacı, Binanın soğutulması için yıllık net enerji ihtiyacıdır.

23 BEP- tr SAATLĠK BASĠT DĠNAMĠK YÖNTEM Bina enerji performansı hesaplama metodu - BEP-tr projesinde kullanılmak üzere seçilen yöntem basit saatlik hesaplama yöntemidir.

24 BEP- tr Basit saatlik hesaplama metodu yarı dinamik bir hesaplama yöntemidir. Saatlik iklim datası ve zaman çizelgeleri kullanır. Isıtma ve soğutma mevsimlerini ayrıca belirlenmeyi gerektirmez.

25 BEP- tr 7,00 BEP-tr, Ofis binası yönlere bağlı ısıtma ihtiyacı 6,00 5,00 4,00 3,00 2,00 1,00 0,00 Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Güney Yönü Isıtma (kw/m2) -aylık- Kuzey Yönü Isıtma (kw/m2) -aylık- Doğu Yönü Isıtma (kw/m2) -aylık- Batı Yönü Isıtma (kw/m2) -aylık-

26 BEP- tr 25,00 BEP-tr, Ofis binası, yönlere bağlı soğutma ihtiyacı 20,00 15,00 10,00 5,00 0,00 Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Güney Yönü Soğutma (kw/m2) -aylık- Kuzey Yönü Soğutma (kw/m2) -aylık- Doğu Yönü Soğutma (kw/m2) -aylık- Batı Yönü Soğutma (kw/m2) -aylık-

27 BEP- tr Yarı dinamik bir hesaplama yöntemi olan BEP-tr detaylı dinamik yöntemlerden farklı olarak BAĞIMSIZ ÇOK ZONLU HESAPLAMA YOLUNU ĠZLER.

28 BEP- tr Bu yöntemde kullanılan bağımsız çok zonlu hesaplama için, zonlar arasında iletim/taşınım ile ve hava hareketi/sızıntısı ile ısı geçişi hesaba katılmaz.

29 BEP- tr Müstakil konutlar için zonlama örneği

30 BEP- tr

31 BEP- tr

32 BEP- tr BEP-TR modeli nin geçerliliğini test etmek için, detaylı dinamik model olarak bilinen ve bina enerji analizleri için dünyada yaygın olarak kullanılan gelişmiş simülasyon araçlarından biri olan EnergyPlus ın eşit durumdaki sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır.

33 BEP- tr BEP-TR SONUÇLARI müstakil konut gibi basit ısıl zonlama gerektiren binalarda EnergyPlus ın sonuçlarına daha yakın sonuçlar vermekte, ısıl zonlama modelleri daha karmaģık olan binalar için baştan da tahmin edildiği gibi EnergyPlus ın sonuçlarından uzaklaşmaktadır.

34 BEP- tr BEP-TR mevut binalar için aynı algoritmaları kullanarak çok daha basit bir hesaplama akıģı izlemektedir. Bunun nedeni mevcut binalarda projenin olmaması durumunda veri eksikliğinin yaratacağı sorunları önlemek ve dolayısı ile mevcut yapı stoğunun hızla sertifikalandırılmasına olanak sağlamaktır.

35 OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRA N TEMMU Z AĞUSTO S EYLÜL EKİM KASIM ARALIK YILLIK TOPLAM 7,5 7,5 7,8 7,8 8,7 8,7 8,5 8,5 9,0 9,1 9,8 10,2 11,6 11,6 12,4 12,1 8,6 8,6 8,8 8,8 8,4 8,4 8,7 8,7 4.KAT 109,7 109,9 OCA K ŞUBA T MAR T NİSA N MAYI S HAZİ RAN TEM MUZ AĞUS TOS EYLÜ L EKİM KASI M ARAL IK YILLI K 137,0 103,4 24,4 18,4 17,4 12,2 17,0 12,0 8,8 6,0 4,6 3,0 0,7 0,3 0,0 0,0 0,1 0,0 0,9 0,5 6,0 4,1 17,9 13,0 20,5 15,0 118,2 84,6 BEP- tr T.C. BAYINDIRLIK ve ĠSKAN BAKANLIĞI TÜM BĠNA ASIL BİNA REFERANS BİNA ISITMA kwh/m² yıl ASIL BİNA REFERANS BİNA ISITMA kwh/m² YILLIK ASIL BİNA REFERANS BİNA SOĞUTMA kwh/m² yıl 90,8 ASIL BİNA REFERANS BİNA SOĞUTMA kwh/m² 88,3 YILLIK

36 OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİR AN TEMM UZ AĞUST OS EYLÜL EKİM KASIM ARALIK YILLIK TOPL 22,7 16,9 14,9 10,2 15,3 10,7 8,4 6,2 4,8 3,5 0,9 0,7 0,0 0,0 0,2 0,1 0,8 0,7 4,9 3,7 15,5 10,9 17,8 12,5 76,2 106,2 125,5 176,0 3. Kat Kuzey kolu 3.Kat güney kolu OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİR AN TEMM UZ AĞUST OS EYLÜL EKİM KASIM ARALI K YILLIK TOPL 24,8 17,8 17,2 11,7 17,4 12,0 10,0 7,4 6,1 4,7 1,5 1,4 0,1 0,2 0,4 0,5 1,7 1,9 6,7 5,3 17,4 12,1 19,7 13,5 88,4 122,9 BEP- tr T.C. BAġBAKANLIK BĠNASI ASIL BİNA ISITMA kwh/m² REFERANS BİNA TÜM BĠNA ASIL BİNA REFERANS BİNA ISITMA kwh/m² yıl ASIL BİNA REFERANS BİNA ISITMA kwh/m² YILLIK TOPLAM

37 OCA K ŞUBA T MAR T NİSA N MAYI S HAZİ RAN TEM MUZ AĞUS TOS EYLÜ L EKİM KASI M ARAL IK YILLI K 7,5 7,5 7,8 7,8 8,7 8,7 8,4 8,4 8,7 8,7 8,5 8,4 9,3 8,8 10,3 9,3 8,4 8,4 8,7 8,7 8,4 8,4 8,7 8,7 103,2 101,6 84,6 84,3 3. Kat kuzey kolu 3. Kat güney kolu OCAK ŞUBAT MART NİSAN MAYIS HAZİRA N TEMMU Z AĞUSTO S EYLÜL EKİM KASIM ARALIK YILLIK TOPLA 0,0 1,6 0,3 2,3 0,5 2,6 1,5 3,1 2,3 3,5 3,1 3,8 4,4 4,3 5,0 4,5 3,5 3,9 2,5 3,6 0,6 2,5 0,1 2,5 23,9 38,2 BEP- tr T.C. BAġBAKANLIK BĠNASI ASIL BİNA SOĞUTMA kwh/m² REFERANS BİNA TÜM BĠNA ASIL BİNA REFERANS BİNA SOĞUTMA kwh/m ²yıl ASIL BİNA REFERANS BİNA SOĞUTMA kwh/m² YILLIK

38 BEP- tr T.C. BAġBAKANLIK BĠNASI

39 SONUÇ Enerji Simülasyon Araçları nın hedefine uygun olarak doğru seçilmesi ve kullanılması Ģarttır. Aksi durum hedef saptırmak ve yatırımcıyı yanıltmak anlamına gelir. Yapılan emek ve yatırımların boģa gitmesi bir yana, bina yapıldıktan sonra hataların geri dönülüp düzeltilmesi de mümkün değildir. Enerji etkin bina tasarımı veya yeģil bina sertifikasyonu sürecinde mutlaka detaylı dinamik simülasyon araçları kullanılmalıdır. GeliĢmiĢ kullanıcı ara yüzü olmayan bu araçların kullanımı uzmanlık gerektirir.

40 SONUÇ Bina Enerji Sertifikasyonunda ise binaları kendi kategorisinde standart koģullarda karģılaģtırmaya olanak veren yöntemleri içeren daha basit simülasyon araçları kullanılmalıdır. Türkiye için geliģtirilmiģ hesap yöntemi BEP-tr yeģil bina sertifikasyonunda ısıl zonları karmaģık olmayan binalar için kullanılabilir. Diğer binalar için amacına uygun sonuç vermesi beklenmemelidir.

41 MADDİ KAZANÇ MADDİ KAZANÇ DAHA YEŞİL DÜNYA ENERJİ PRFORMANSI YÜKSEK BİNA MAKSİMUM KONFOR TEġEKKÜRLER... Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ