ÇEVRE DOSTU BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ VE ÖRNEK UYGULAMALAR Seda YÖNTEM / EKODENGE A.Ş.
Sağlıklı Fiziki Çevreler için Sürdürülebilirlik Esasları Binanın güneşe göre konumlandırılması ve şekillenmesi, açıklıkların buna göre düzenlenmesi ve doğal ışığın etkin kullanımı Enerjinin ve doğal kaynakların kullanımında verimlilik Binaya entegre edilmiş pasif ve aktif ısıtma / soğutma sistemleri Düşük CO2 emisyon hedefleri ve düşük karbon enerji kaynaklarının uygulanması Alan içerisinde enerjinin toplanması ve üretilmesi Geri dönüşümlü olmayan malzemelerin kullanılmaması Malzemelerin sürdürülebilir kaynaklardan alınması Yerel ve doğal malzemelerin ağırlıklı kullanımı İnşaat sürecinde atıklarının minimuma indirilmesi CFC, HCFC ve ozon aşınımına sebep olan malzemelerin kullanılmaması Doğal kaynaklara en az şekilde müdahale edilmesi
Çevre Dostu Binalar sağlıklı ve üretken bir ortam çevresel etkenlere duyarlı arazi ve malzeme seçimi, enerji, su verimliliği uygulamaları yenilenebilir enerji kullanımı gibi bileşenleri barındıran, yüksek performanslı mekanik ve aydınlatma sistemleri ile donatılmış, ekonomik, kullanım maliyeti düşük olan yapılardır. 3
Sürdürülebilirlik Yaklaşımı
Binaların Rolü Bina ve ulaşım sistemlerini içeren yapısal çevre tüm sera gazı salınımının üçte ikisini oluşturmaktadır. Yeşil özellikli binalar yerine Zarar ver ve tamir et Salınım yap ve ofsetle Daha az salınımlı veya karbon nötr binalar Binanın tüm yaşam döngüsünde En az salınım ve en az toplam çevresel zarar
Enerji Verimliliği Yaklaşımı Binalarda konfor koşullarının sağlanması Isıtma ve soğutma talebinin sistematik bir şekilde azaltılması Kazançların hedeflenmesi En uygun mimari tasarımı ile enerji tüketim yükünün azaltılması Aydınlatma, havalandırma, sıcak su gibi enerji tüketen bina bileşenlerinin hem kendi içinde hem birbirleriyle etkileşim içinde performans optimizasyonu yapılması Entegre tasarım anlayışı İlk yatırım maliyeti ve geri dönüşlerinin optimize edilmesi Yenilenebilir enerji teknolojilerinin kullanılması, fosil yakıtlarına bağımlılığın ve sera gazı salınımlarının azalması 7
Arsa alanı: 3.200 m², Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Kütüphanesi Kapalı alanı: 9.190 metrekare
Enerji Verimliliği Yaklaşımı Tüm çalışma mekanlarında doğal havalandırma ve doğal aydınlanma koşullarına sahip olması Isıtma ve soğutma talebinin sistematik bir şekilde azaltılması - Yüksek yalıtımlı yapı kabuğu taş ve ahşap kaplama Avlu modeli ile mikroklima oluşturma Pasif Sistemlerin kullanımı - Labirent sistemi Trombe duvarı ve çift cidar uygulaması Aydınlanma analizleri-açıklıkların optimize edilmesi Güneş kırıcı tasarımı Verimli cihaz ve sistemlerin kullanılması Yenilenebilir enerji teknolojilerinin kullanılması Yaşam boyu maliyet analizleri 10
Doğal Çapraz Havalandırma Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Analizi Dikey Kesit Kış mevsiminde trombe duvarı etkisi ile havalandırmaya destek Bahar mevsimlerinde baca etkisi ile doğal havalandırma Yaz mevsiminde deşarj
Yıllık Enerji Tüketimi (kwh/yıl) Bina Enerji Modellemeleri Yıllık Enerji Tüketimi 1.600.000,00 1.400.000,00 1.200.000,00 1.000.000,00 800.000,00 183,00 142,25 %35 %42 118,45 106,57 200,00 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 Kullanma Sıcak Suyu (gaz) Soğutma (elektrik) Isıtma (gaz) 600.000,00 400.000,00 200.000,00 80,00 60,00 40,00 20,00 Sistem Fanları ve Pompaları - Baz Bina (LEED Önerilen Dış Kabuk standartlarına göre) ve Aydınlatma Kontrolü Yüksek Verimli Mekanik Sistem Tasarımı Yenilenebilir Enerji Sistemleri Kullanımı - Aydınlatma
Arsa alanı: 5.076 m², Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü Hizmet Binası Kapalı alanı: 9.037 metrekare (3.051 m² otopark, teknik hacimler ve labirent alanı) Kullanıcı sayısı: 250 personel ve tahmini 1.000 ila 1.500 ziyaretçi /gün Binalarda Enerji Verimliliğinin Arttırılması Projesi Bütünleşik Bina Tasarımı Yaklaşımı
Yapının Genel Görünümü
Yöntem Fonksiyonel ve mimari gereksinimlerin tanımlanması Sürdürülebilirlik hedeflerinin tanımlanması Gereksinimlere en uygun mimari ön tasarımın oluşturulması Binanın pasif, mekanik ve elektrik sistemlerinin tanımlanması ve mimariye entegrasyonu Önerilen yapısal ve mekanik çözümlerin enerji modellemelerinin ve benzeri analizlerinin gerçekleştirilmesi Yapının maliyet analizlerinin ve faydalarının araştırılması Revize iyileştirilmiş mimari tasarım
Mekanik ve Çevresel Özellikler Doğal aydınlanma analizleri ile cephe optimizasyonu Solar duvar ve güneş bacaları ile ısıtmaya pasif destek Labirent sistemi / Ön soğutma ile soğutma ve ısıtmaya destek Döşemeden serinletme ve ısıtma Chill Beam üniteleri ile enerji etkin soğutma ve havalandırma Isı geri kazanım sistemleri Bina otomasyonu ile enerji verimliliği Yeşil çatılar ve peyzaj ile desteklenmiş sosyal alanlar Çevre dostu malzeme seçimi Tasarruflu su kullanımı
Yapının Konumu ve Güneşle İlişkisi Güneş enerjisinden en iyi şekilde yararlanmak için yıllık güneş hareketi göz önünde bulundurulmuştur. Cephe optimizasyonu yapılmıştır.
Doğal aydınlanma analizinden görüldüğü gibi, çalışma alanları olan açık ve kapalı ofislerde optimum aydınlanma sağlanmaktadır. Karanlık olarak görülen mahaller düzenli olarak kullanılmayan arşivlerdir. Doğal Aydınlatma Özellikleri
Beton Isısı Kontrol Sistemi / İndüksyon Soğutma Cihazları
Yıllık Enerji Tüketimi (MWh) İklimlendirme Sistemleri Karşılaştırması Enerji Karşılaştırması
Labirent, yazın ön soğutma, kışın ön ısıtma sağlayacaktır Labirent Tasarımı
Solar Duvar Sistemi Solar Duvar 4m 3 /s Güneş Bacası 0.6m 3 /s Dış hava sıcaklığı ( o C) Solar Kazanım (kw) Solar duvar sonrası hava sıcaklığı( o C) Solar duvardan havalandırma oranı (l/s)
TKGM Hizmet Binası nda Yapılan Enerji İyileştirmeleri Baz bina üzerinden aşağıda görülen iyileştirmeler yapılmıştır: 1. Baz bina, hesaplamalarda, iyileştirmelerin yapılacağı temel birim olarak kabul edilmiştir. 2. Bina ısı kayıp/kazançlarına ve güneş enerjisi sistemlerine göre optimum güneş yöneliminin sağlanması 3. Havalandırma sisteminde %70 ısı geri kazanımlı klima santralleri kullanılması 4. Artırılmış yalıtım malzemeleri, uygun güneş kırıcı yerleşimleri ve aydınlatma kontrolünün sağlanması 5. Ofis mahallerinde beton ısısı kontrol sistemin kullanılarak ısıtma ve soğutma yüklerinin azaltılması 6. Ofis mahallerinde chilled beam ünitesinin kullanılması 7. Isı pompası ile ısıtma uygulanması 8. Isı pompası ile soğutma uygulanması 9. Labirent sisteminin yıllık faydasının eklenmesi 10. Güneş duvarı sisteminin yıllık faydasının eklenmesi 11. Fotovoltaik sisteminin yıllık elektrik enerji üretiminin eklenmesi 12. Güneş enerji ie su ısıtma sisteminin yıllık katkısının eklenmesi
Yıllık Enerji Tüketimi (MWh/y) Yıllık Enerji Tüketimi (kwh/m2) Beklenen Yıllık Toplam Enerji İhtiyacı (İyileştirmelere Göre) 2.500 2.000 235,78 217,51 250 200 1.500 146,43 150 1.000 96,58 87,55 100 76,50 64,55 61,25 57,41 500 42,90 38,46 37,32 50-1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 DHW(gaz) Soğutma (elektrik) Isıtma (gaz) Isıtma (elektrik) Sistem Fanları ve Pompaları Aydınlatma Yıllık Enerji Tüketimi (metrekare başına) -
Yaşam Döngüsü Analizi (Baz Bina ve TKGM Hizmet Binası Karşılaştırması) Yapının Genel Görünümü Üst Görünüş
Yapının Genel Görünümü Ana Giriş Cephesi
Yapının Genel Görünümü - Güney Cephesi
Yapının Genel Görünümü - Güneybatı Cephesi
MEB Ankara Eryaman- Cezeri Yeşil Teknoloji Teknik ve Endüstri Meslek Lisesi Arsa alanı: 17.030 m², Kapalı alanı: 21.940 m² 26 Derslik, 6 Laboratuvar, 10 Atölye, Kapalı Spor Salonu Misafirhane: 147 yatak kapasiteli toplam 52 oda
MEB Ankara Eryaman- Cezeri Yeşil Teknoloji Teknik ve Endüstri Meslek Lisesi Bina Özellikleri; Derslikler, Atölyeler, Spor Salonu ve Pansiyon bloklarından oluşan yerleşke yapısı İç avlu ile sağlanan ana dolaşım aksı ve iç avlunun iki tarafında konumlanan derslikler ve atölye birimleri Tüm sınıflarda ve atölyelerdedoğal havalandırma imkanı, geçiş dönemlerinde (baharlarda) doğal havalandırma ile iklimlendirme Etkili doğal aydınlanma Pasif ısı depolama özellikleri