Türkiye de Yeni Yapılacak Konut Projelerinin Enerji Verimliliği İle Elde Edilecek Tasarruf Ve Bu Tasarrufun Ulusal Enerji İhtiyacını Ne Seviyede Azaltacağının Analizi Dr. M. Emre Çamlıbel, Gülcemal Alhanlıoğlu, Deniz Uğurlu İstanbul, Türkiye Giriş Dünya Enerji İstatistikleri Raporuna göre yıllık enerji tüketimi 2010 da dünyada %5.6, OECD ülkelerinde %3.5, gelişmekte olan ülkelerde %7.5 artarken, Türkiye de %9.8 artmıştır. Enerji tüketiminde gözlemlenen bu yükselmenin, gelecek dönemde de artarak devam etmesi beklenmektedir. Buna göre, 2009-2035 döneminde küresel birincil enerji talebinin %40 artacağı tahmin edilmektedir. Türkiye, enerjide büyük ölçüde dışa bağımlı bir ülkedir ve enerji ihtiyacı hızla artmaktadır. Dünya Enerji Konseyi nin Türk Ulusal Komitesi ne göre, önümüzdeki on yıl içinde Türkiye nin yıllık enerji tüketiminin iki katından fazla artması beklenmektedir. Türkiye nin 2002 yılında enerji ithalatının toplam ithalatındaki payı %12 iken, bu oran 2009 da %21 e çıkmıştır. Enerji tüketiminde yaklaşık 2/3 ü teşkil eden doğalgaz ve petrolde dışa bağımlı olması Türkiye nin enerji stratejisinin belirlenmesinde çok önemli bir role sahiptir [1]. Türkiye karbondioksit salımı açısından değerlendirildiğinde %1.3 lük payla dünyada 13. sırada yer almaktadır. 1990 yılında atmosfere yıllık olarak 200 milyon ton karbondioksit bırakırken, CO2 salımı 2004 yılında yaklaşık 350 milyon ton, 2010 yılında ise 400 milyon tona ulaşmıştır. Bu artış hızıyla, Türkiye OECD ülkeleri arasında en yüksek salım artışına sahip ülke durumundadır. Sera etkisine yol açan karbondioksit emisyonunun büyük bir kısmı enerji üretimi ve tüketiminde fosil yakıtların kullanılmasından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle fosil yakıt kullanımını ve fosil kaynaklar yerine çevreye zarar vermeyen yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanımı ve enerji verimliliği hedeflenmelidir [1]. Enerji verimliliği ve CO2 salımı inşaat sektörü için özellikle önem taşımaktadır. AB ülkelerinde binaların toplam enerji tüketiminin %40 ından, toplam CO2 salımının ise %36 sından sorumlu oldukları tahmin edilmektedir. Diğer yandan, UNEP (Birleşmiş Milletler Çevre Programı) tarafından hazırlanan rapor, dünyadaki toplam enerji tüketiminin üçte birinden fazlasının binalarda tüketildiğini, bunun çoğunlukla ısınma, aydınlatma, havalandırma gibi binaların sürekli ihtiyaçlarından kaynaklandığını ifade etmektedir. Raporda, inşaat malzemeleri üretimi, inşaat ve bina yıkımı gibi faaliyetlere ayrılan enerjinin binalar tarafından harcanan enerjinin ancak %10-20 sine eşit olduğu vurgulanmaktadır [2]. 1
Türkiye de enerjinin yaklaşık %40 ı binalarda tüketilmektedir. Binalarda tüketilen enerjinin büyük bir kısmı (yaklaşık %70-80) ısıtma ve soğutma amaçlı, geriye kalan kısmı (yaklaşık %20-30) ise aydınlatma ve elektrikli cihazlarda kullanılmaktadır. Benzer şekilde, Türkiye de tüketilen toplam elektriğin yaklaşık %43 ü binalarda, %25 i konutlarda kullanılmaktadır ve binalar enerji tüketiminde sanayi sektöründen sonra ikinci sırada yer almaktadır [3]. Türkiye de son yıllarda enerji verimliliği başta olmak üzere iklim değişikliği konusunda büyük adımlar atılmıştır. Binalarda Isı Yalıtım Standardı TS 825 ile 2000 yılında başlayan süreç; Enerji Verimliliği Kanunu (2007), Enerji Kaynaklarının ve Enerjinin Kullanımında Verimliliğin Arttırılmasına Dair Yönetmelik (2008), Binalarda Isı Yalıtımı Yönetmeliği (2008), Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği (2008) gibi yasa ve yönetmeliklerle ivme kazanmıştır. Kyoto Protokolüne katılmamızı müteakip 2010 yılında Ulusal İklim Değişikliği Strateji Belgesi 2010-2020 yayınlanmıştır. 2011 yılında yayınlanan, küresel iklim değişikliğinin etkilerini azaltmaya yönelik enerji, binalar, atık, ulaşım, sanayi, tarım gibi pek çok sektörde eylem planları ve hedefler belirleyen İklim Değişikliği Ulusal Eylem Planı 2011-2023 ün bina sektöründeki 2023 hedefi; binalarda yenilenebilir enerjiyi arttırmak ve 2017 ye kadar tüm binalara Enerji Kimlik Belgesi verilmesidir. 2012 yılında yayınlanan Enerji Verimliliği Strateji Belgesi 2012-2023 te ise binaların enerji taleplerini ve karbon emisyonlarını azaltmak; yenilenebilir enerji kaynakları kullanan sürdürülebilir çevre dostu binaları yaygınlaştırmak, kamu kuruluşlarında enerjiyi etkin ve verimli kullanmak amaçlanmaktadır. Hedeflerden biri, 2023 yılına kadar enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji kaynakları alanlarında, yurt içinde gerçekleştirilen AR-GE sonuçlarına dayanarak üretime aktarılmış özgün tasarım ve/veya ürün sayısı en az elli (50) olacaktır şeklindedir. Ayrıca Enerji Verimliliği Strateji Belgesi nde, 2023 te Türkiye nin GSYİH başına tüketilen enerji miktarının 2011 yılı değerine göre en az %20 azaltılması hedeflenmektedir. Hedeflerden bir diğeri de, 2010 yılındaki yapı stokunun en az dörtte birinin 2023 yılına kadar, sürdürülebilir yapı haline getirilmesidir. Devletin öncülüğünde başlamış olan yukarıdaki gelişmeler, özel sektör ve sivil toplum örgütlerinin de konu ile ilgili çalışmalarını hızlandırmasını sağlamıştır. Yasa ve Yönetmeliklerce uyulması zorunlu sistemlerin yanı sıra uluslararası yeşil bina sertifikasyon sistemleri ve Çevre Yönetim Sistemleri (ÇYS) vb. standartlar gibi gönüllü sistemler de hem bina yapım aşamaları süresince hem de bina yaşam ömrü boyunca enerji verimliliği ve çevre konularında uyulması gereken uygulamaların hayata geçmesini sağlamaktadır. Ülkemizde LEED, Breeam, DGNB başta olmak üzere gönüllü uluslararası yeşil bina sertifikalarını almaya hak kazanan ve bu sertifikaları almak üzere kayıt yaptıran bina sayısı her geçen gün artmaktadır. Bugün gelinen noktada ise artık yerli bir sertifikanın kaçınılmaz olduğu anlaşılmış ve devletin desteği ile Türkiye ye ait yerel bir Yeşil Bina Sertifikası oluşturulma çalışmaları başlatılmıştır. 2
Amaç ve Yöntem Bu makaleye konu çalışmanın amacı; Türkiye de yeni yapılacak konut projelerinde enerji verimliliği ile elde edilebilecek tasarrufu ortaya koymak, bu tasarrufun ülkemizin enerji ihtiyacımızı ne oranda azaltacağını analiz etmektedir. Çalışma kapsamında uluslararası yeşil bina sertifikası LEED Gold adayı olarak enerji verimli tasarlanan gerçek bir konut projesi Enerji Modellemesi ile simule edilip, baz bir binaya göre elde ettiği enerji tasarrufu tespit edilerek bu tasarrufun Türkiye de üretilecek tüm yeni konutlarda sağlanması ile önümüzdeki 10 yılda ne kadar enerji tasarrufu yapılabileceği hesaplanmıştır. Elde edilecek toplam tasarruf miktarının ülke enerji ihtiyacının ne kadarına karşılık gelerek ulusal enerji verimliliği hedefimize katkısı sayısal olarak ortaya konmuştur. Türkiye de Yeni Yapılacak Konut Projelerinde Enerji Verimliliği ile Elde Edilecek Tasarruf Miktarı İzmir de yaklaşık 62.691 m² kapalı alanda yer alan 814 dairelik bir konut projesinin uluslararası yeşil bina sertifika sistemi kapsamında enerji performansının ölçülebilmesi için Amerikan Binalarda Enerji Verimliliği Standardı ASHRAE Standardı 90.1 2007 Ek G ye göre (Performance Rating Method) enerji modellemesi yapılmıştır [4]. Çalışma kapsamında gerçek bina, mimari özelliklerine uygun olarak modellenen baz bir bina ile karşılaştırılarak enerji performansı değerlendirilmiştir. Baz bina ASHRAE Standard 90.1 2007 Ek G deki kriterlere göre modellenmiş, gerçek bina ise tasarım proje ve dokümanlarından hareketle modellenmiştir. Çalışmada yapının üç boyutlu modeli DesignBuilder (v.3) programı ile oluşturulmuş ve daha sonra bu modeller EnergyPlus (v7.1) programına aktarılarak simule edilmiş, gerçek ve baz bina tasarımlarının analizinde girdi olarak kullanılmıştır [5] [6]. Projenin mimari çizimleri, kat planları, kesitleri ile gerçek ve baz binanın termal modeli geliştirilmiştir. Ayrıca binada tasarlanan aydınlatma ve HVAC (ısıtma, havalandırma ve soğutma) sistemleri de gerek gerçek bina gerek de baz bina modellemelerinde girdi olmuştur. Modellerde bina elemanlarının ısı transfer ve ısı depolama yüzeyleri belirlenerek bunlara ve diğer aydınlatma, HVAC gibi sistemlere bağlı olarak bina termal zonlara ayrılmıştır. EnergyPlus programı ısı dengesini simule ederek hesaplamıştır. Termal modelde bina ölçüleri binanın mimari projelerinden alınmıştır, ayrıca cam ve cephe oranları ve büyüklükleri de mimari çizimlere göre modellenmiştir. Binanın geliştirilen temsili termal modeli aşağıda yer almaktadır. 3
Resim 1. Binanın temsili termal modeli Termal modeldeki temsili bir kat planı aşağıda yer almaktadır. Resim 2. Bina termal modelinin temsili kat planı 1. Kat Gerçek bina ve baz bina için oluşturulan termal modellere diğer tasarım koşulları, set sıcaklığı, hava sızdırmazlığı vb. girilerek her iki bina için genel birer enerji modeli oluşturulmuştur. Buna göre 4
ASHRAE Standardından ve bina tasarımdan gelen model parametreleri aşağıdaki tabloda özetlenmiştir. Tablo 1. Enerji Modeli Parametreleri konular Tasarım koşulları tanımı model parametreleri Enlem: N 38⁰ 50' Boylam: E 27⁰ 02' Hava Durumu: IZMIR - TUR IWEC DATA WMO#=172180 (EnergyPlus Weather Directory). İklim Zonu: 3A (ASHRAE 90.1-2007 Ek B) yerleşim tipi Apartman tipi konut Çizelge HVAC Bina dolu olduğundan çalışır durumdadır. Set Sıcaklıkları Cam/cephe oranı aydınlatma Zon tiplerine spesifik Soğutma Modu = 24 ⁰C Isıtma Modu = 22 ⁰ C Bina brüt cephe duvar alanı = 35.274,78 m² Bina brüt cam alanı = 9.235,40 m² Bina tüm cepheler için toplam cam/cephe oranı %26,18 dir. HVAC Gerçek ve baz binanın HVAC çalışma rejimi, set değerleri, mahallerin dolulukları (occupancy rates) aynı kabul edilmiştir. Egzoz Fanı Hava Sızdırmazlığı Fiş Yükleri Güç Yoğunluğu Set Sıcaklığının Yakalanmadığı Zamanlar Enerji Simulasyon Yazılımı WC ve teknik odalarda egzoz fanları olduğu modellenmiştir. Hava sızdırmazlığı 0,1 ac/h (air change per hour) olarak kabul edilmiştir. Toplam bina enerji tüketimini maliyetinin en az %25'i kabul edilmektedir (LEED EAp2 Modeling Guidelines). Bu nedenle gerçek ve baz bina için 595,6 kw kabul edilmiştir. Isınma yükü 41,50 saat (ASHRAE 90.1-2007 Ek G) Soğutma yükü 20 saat (ASHRAE 90.1-2007 Ek G) EnergyPlus 7.0, DesignBuilder v.3, Open Studio v.1.04, Google Sketch Up 7 Amerikan ASHRAE (Amerikan Isırma Havalandırma ve Soğutma Mühendisleri Birliği) Standard 90.1 2007 standardına göre geliştirilen baz bina enerji modeli kabulleri ve gerçek bina enerji modeli girdileri ve ilgili parametreler aşağıda yer almaktadır. 1. Bina Kabuğu a. Zemin Üstü Duvarlar 5
i. Gerçek Bina: %30 luk yansıtıcı yüzey ile U değeri (ısı iletkenlik katsayısı) 0,58 W/m²K dir. ii. Baz Bina: U değeri 0,365 W/m²K dir (Kaynak: Tablo 5.5-3: Building Envelope Requirements of Climate Zone 3ABC of Standard 90.1) b. Zemin Altı Duvarlar i. Gerçek Bina: U değeri 0,58 W/m²K dir. ii. Baz Bina: Zemin altı duvarlar için Conductivity Factor C değeri (Yer altında kalan alan ısıl iletkenlik katsayısı) 6,473 W/m²K dır. (Kaynak: Tablo 5.5-3: Building Envelope Requirements of Climate Zone 3ABC of Standard 90.1) c. Çatı SRI (Güneş Yansıtıcılık Endeksi) Değeri i. Gerçek Bina: SRI değeri 0,30 dur. ii. Baz Bina: SRI değeri 0,30 olarak modellenmiştir. (Kaynak: Tablo G3.1 Modeling Requirements for Calculating Proposed and Baseline Building Performance Standard 90.1) d. Çatı i. Gerçek Bina: %30 luk yansıtıcılık ile Çatı U değeri 0,34 W/m²K dir. ii. Baz Bina: U değeri 0,273 W/m²K dir. (Kaynak: Tablo 5.5-3: Building Envelope Requirements of Climate Zone 3ABC & Tablo G3.1 (#5,e) Roof Albedo of Standard 90.1) 2. Pencereler ve Gölgeleme a. Dikey Pencere Alanı (Duvar Alanı % si) i. Gerçek Bina: Bina cam/cephe oranı %26,18 dir. Kuzey cam/cephe oranı %28,06, Batı cam/cephe oranı %19.63, Güney cam/cephe oranı %23.53, Doğu cam/cephe oranı ise %33,76 dır. ii. Baz Bina: Gerçek bina ile aynı olarak modellenmiştir. b. Pencere Tipi i. Gerçek Bina: Binanın dört yöndeki pencere boyutları ve adetleri girilmiştir. Camlar çift cam ve low-e kaplamalıdır. ii. Baz Bina: Gerçek binanın dört yöndeki pencere boyutları ve adetleri modellenmiştir. Baz Bina da gölgeleme olmadığı kabulü yapılarak modellenmiştir. (Kaynak: Tablo 5.5-3 Building Envelop requirements of Climate Zone 3C ve Tablo G3.1 #5. Pencere tipi kriterleri kabul edilmiştir.) c. Pencere U Değeri i. Gerçek Bina: Pencere U değeri 2,0 W/m²K dir. ii. Baz Bina: U değeri 3,69 W/m²k dir. (Kaynak: Tablo 5.5-3: Building Envelope Requirements of Climate Zone 3C ve Tablo G3.1 #5.) 6
d. Pencere SHGC (Güneş Isısı Kazanım Katsayısı) i. Gerçek Bina: Pencereler için SHGC katsayısı 0,42 dir. ii. Baz Bina: Tüm yönler için SHGC katsayısı 0,25 tir. (Kaynak: Building Envelope Requirements of Climate Zone 3C ve Tablo G3.1 #5.) e. Pencere Görsel Işık Geçirimi i. Gerçek Bina: Pencere Görsel Işık Geçirim (VLT) oranı %69 dur. ii. Baz Bina: Pencere Görsel Işık Geçirim (VLT) oranı %50 dir. f. Gölgeleme Elemanları i. Gerçek Bina: Zemin kat teraslarındaki gölgeleme elemanları modellemeye dahil edilmiştir. ii. Baz Bina: Modellemede gölgeleme elemanı yer almamaktadır. (Kaynak: Tablo G3.1 #5(c) ) g. Binanın Kendini Gölgelemesi i. Gerçek Bina: Binanın şeklinden dolayı kendini gölgelemesi modellemeye dahil edilmiştir. ii. Baz Bina: Gölgeleme modellenmemiştir. (Kaynak: Tablo G3.1 Modeling Requirements for Calculating Proposed and Baseline Building Performance Vertical Fenestration. (c.), baseline building performance) h. Bina Oryantasyonu ve Şekli i. Gerçek Bina: Bina oryantasyonu, konumu ve şekli ile modellenmiştir. ii. Baz Bina: Bina oryantasyonu 3 kez 90 derecelik açı ile çevrilerek modellenmiştir. (Binanın tüm yönlerdeki performansını değerlendirmek amacı ile modelleme metodolojisinde yer almaktadır ASHRAE 90.1 2007 Ek G). Bina şekli Gerçek Bina ile aynı kabul edilmiştir. 3. Aydınlatma a. İç Ortam Aydınlatma Güç Hesaplamaları Metodu i. Gerçek Bina: Binanın Aydınlatma Planları referans alınmıştır. ii. Baz Bina: Space by Space Metodu ASHRAE 90.1-2007 Aydınlatma Güç Yoğunluğu Değerleri (LPD) kullanılmıştır. (Space by Space Metoduna göre LPD değerleri bina ortak alanlarına ve bina tipine özel alanlara göre ayrı ayrı çıkartılmış ve tablolaştırılmıştır.) b. İç Ortam Aydınlatma Güç Yoğunlukları (W/m²) i. Gerçek Bina: Binanın tüm iç ortam alanları için gerçek aydınlatma güç yoğunlukları modellenmiştir. ii. Baz Bina: Modellemeye dahil edilen aydınlatma güç yoğunlukları şu şekildedir: Konutlar = 12 W/m² 7
Koridor = 5 W/m² Tuvalet = 10 W/m² Merdiven boşluğu = 6 W/m² Lobi = 12 W/m² Kafeterya = 23 W/m² Teknik odalar = 16 W/m² (Kaynak: Tablo 9.6.1 Lighting Power Densities Using Building Space by Space Method) c. Cihaz Güç Yoğunlukları (Priz Yükleri) i. Gerçek Bina: Baz Bina ile aynı kabul edilmiştir. ii. Baz Bina: Toplam bina enerji tüketimini maliyetinin en az %25'i kabul edilmektedir (LEED EAp2 Modeling Guidelines [7]). Bu nedenle gerçek ve baz bina için 595,6 kw kabul edilmiştir. 4. Kullanım Suyu Isıtması a. Kullanım Sıcak Suyu Ekipman Tipi i. Gerçek Bina: Evsel sıcak su sistemi merkezi kazanı ii. Baz Bina: Gerçek Bina daki gibi kabul edilmiştir. b. Kullanım Sıcak Suyu Depolama Tankı Kapasitesi i. Gerçek Bina: Baz Bina daki gibi kabul edilmiştir. ii. Baz Bina: Ortalama 50 m³ olarak kabul edilmiştir. c. Kullanım Sıcak Suyu Kazan Isıtma Gücü i. Gerçek Bina: 100 kw olarak kabul edilmiştir. ii. Baz Bina: 100 kw olarak kabul edilmiştir. d. Cihaz Verimliliği i. Gerçek Bina: Cihaz verimliliği %93 tür. ii. Baz Bina: %80 olarak kabul edilmiştir. (Kaynak: ASHRAE 90.1 2007 Tablo 7.8 Performance Requirements for Water Heating Equipment) e. Boyler Çıkış Sıcaklığı i. Gerçek Bina: 54⁰C olacağı kabul edilmiştir. ii. Baz Bina: 54⁰C olarak Gerçek Bina değeri alınmıştır. 5. HVAC (Hava kısmı) a. Birincil HVAC Sistem Tipi i. Gerçek Bina: Isıtma için sıcak su kazanı (kaskad tipi) ve radyatör sistemi. Soğutmada yüksek verimli değişken hızlı ısı pompalı soğutma üniteleri (klima) yer almaktadır. ii. Baz Bina: System Type: 1 PTAC (Paket Tip Klima Sistemi) (Kaynak: As per TABLE G3.1.1A & G3.1.1B of Standard 90.1.) 8
b. Soğutma Verimliliği i. Gerçek Bina: Mevsimsel Enerji Verimlilik Oranı (SEER) 16,50 dir. ii. Baz Bina: Performans katsayısı (COP) 2,7-3,2 arasındadır. (Kaynak: TABLE 6.8.1 A Electronically Operated Unitary Air Conditioners and Condensing Units-Minimum Efficiency Requirements) c. Fan Sistem İşletmesi i. Gerçek Bina: Baz Bina gibidir. ii. Baz Bina: Mekanlar dolu olduğundan fanların sürekli çalışır durumda olduğu ve ısıtma ve soğutlama yüklerini sağladığı kabul edilmiştir. d. Hava Akışı Oranları (Soğutulan Ortamlar için) i. Gerçek Bina: Maksimum hava akışı 144,60 m³/s dir. ii. Baz Bina: Maksimum hava akışı 119.90 m³/s dir. (Kaynak: Section G3.1.2.8 Design Air Flow Rates.) e. Toplam Sistem Fan Gücü i. Gerçek Bina: Fan Gücü 91,9 kw dır. ii. Baz Bina: Fan gücü 76.2 kw dır. (Kaynak: G3.1.2.9 Supply Fan Power, TABLE G3.1.3.15 Part-Load Performance for VAV Fan Systems) 6. HVAC (Su kısmı) Gerçek Bina da Su Soğutmalı soğutma sistemi (chiller vb.) olmadığından (Soğutucu akışkanı kullanan DX Bataryalı Klima Santrali bulunmaktadır.), HVAC Su kısmı modellemeye dahil edilmemiştir. Yukarıda verilen ASHRAE Standard 90.1-2007 EK G kriterlerine uygun olarak oluşturulan Baz Bina farklı oryantasyonlar için (0, 90, 180 ve 270 derece) simule edilmiştir. Dört sonucun ortalaması hesaplanmış ve Baz Bina nın enerji performansı olarak ortaya konmuştur. Aşağıdaki tabloda EnergyPlus ile oluşturulan Baz Bina nın ortalama enerji performansı yer almaktadır. Tablo 2. Baz Bina Yıllık Enerji Tüketimi 9
Elektrik (kwh) Doğal Gaz (kwh) Toplam (kwh) Isıtma 0 1.265.993 1.265.993 Soğutma 1.115.151 0 1.115.151 İç Ortam Aydınlatması 2.636.084 0 2.636.084 Dış Ortam Aydınlatması 0 0 0 İç Ortam Cihazlar Priz Yükleri 1.999.878 0 1.999.878 Dış Ortam Cihazlar Priz Yükleri 0 0 0 Fan - İç Ortam 670.686 0 670.686 Pompalar 1.893 0 1.893 Soğutma Kuleleri 0 0 0 Nemlendirme 0 0 0 Isı Geri Kazanım 0 0 0 Su Sistemleri (Kullanım Sıcak Suyu) 0 216.151 216.151 Dondurma 0 0 0 Jeneratörler 0 0 0 Toplam 6.423.692 1.482.144 7.905.836 Aşağıdaki tabloda ise EnergyPlus ile simule edilen Gerçek Bina nın yıllık enerji tüketimi yer almaktadır. Tablo 3. Gerçek Bina Yıllık Enerji Tüketimi Elektrik (kwh) Doğal Gaz (kwh) Toplam (kwh) Isıtma 0 772.730 772.730 Soğutma 589.301 0 589.301 İç Ortam Aydınlatması 1.965.555 0 1.965.555 Dış Ortam Aydınlatması 0 0 0 İç Ortam Cihazlar Priz Yükleri 1.999.878 0 1.999.878 Dış Ortam Cihazlar Priz Yükleri 0 0 0 Fan - İç Ortam 805.236 0 805.236 Pompalar 1.619 0 1.619 Soğutma Kuleleri 0 0 0 Nemlendirme 0 0 0 Isı Geri Kazanım 0 0 0 Su Sistemleri (Kullanım Sıcak Suyu) 0 190.586 190.586 Dondurma 0 0 0 Jeneratörler 0 0 0 Toplam 5.361.589 963.316 6.324.905 Gerçek Bina ve Baz Bina arasındaki enerji tüketim farkı başka bir deyişle Gerçek Bina nın Baz Bina ya göre enerji tasarrufu aşağıdaki tabloda ve grafikte analiz edilmiştir. Buna göre, Gerçek Bina kendisiyle paralel Baz Bina ya göre %20 enerji tasarrufludur. Tablo 4. Gerçek Bina ve Baz Bina Enerji Tüketimi Karşılaştırması 10
Enerji Harcayan Sistemler Tip Gerçek Bina Baz Bina Performans Fark kwh Enerji kwh Enerji kwh % Isıtma Doğal gaz 772.730 1.265.993 493.263 39% Soğutma Elektrik 589.301 1.115.151 525.850 47% İç Ortam Aydınlatması Elektrik 1.965.555 2.636.084 670.529 25% İç Ortam Cihazlar Priz Yükleri Elektrik 1.999.878 1.999.878 0 0% Fanlar Elektrik 805.236 670.686-134.550-20% Pompalar Elektrik 1.619 1.893 274 14% Kullanım Sıcak Suyu Isıtma Doğal gaz 190.586 216.151 25.565 12% Toplam Tüketim 6.324.905 7.905.836 1.580.931 20% Grafik 1. Gerçek Bina ve Baz Bina Yıllık Enerji Tüketimleri Farkı (kwh) Yukarıdaki tablo ve grafikte görüldüğü üzere, Gerçek Bina daki en önemli enerji verimliliği kalemleri şunlardır: Isıtma ve Soğutma (özellikle bina kabuğu, camlar ve yüksek verimli ısıtm/soğutma cihazları nedeni ile) İç Ortam Aydınlatma (özellikle düşük güç yoğunluklu yüksek verimli aydınlatma armatürleri nedeniyle) Yüksek verimli kazan (boyler) ve buna bağlı düşük Kullanım Suyu Isıtma Enerjisidir. Yeni Konut Projelerinde Elde Edilebilecek Tasarruf Miktarının Türkiye için Genellenmesi ve Ulusal Enerji İhtiyacını Karşılama Oranı 11
Türkiye de konut ihtiyacı her yıl iç göç, nüfus artışı, kentleşme, hanehalkı yapısındaki değişimler, kentsel dönüşüm ve yenileme kaynaklı olarak olarak artmaktadır. Bu artışa bağlı olarak Türkiye de her yıl ortalama 600.000 700.000 konut ihtiyacı olduğu gayrimenkul sektörünce kabul edilmektedir [8]. Türkiye de konut ihtiyacı öngörüleri 2023 yılına kadar ve üç ayrı ihtiyaç temelli olarak hesaplanmaktadır. Bunlar nüfus artışlı kentleşme kaynaklı, kentsel dönüşüm kaynaklı ve yenileme kaynaklı konut ihtiyacıdır. Türkiye de artan kentleşme oranları, iç göç ve kentli hanehalkı büyüklüğünün küçülmesi ile kentsel dönüşüm nedeni ve yenileme ile 2023 yılına kadar toplam yaklaşık 6,6 milyon konut ihtiyacı olacağı öngörülmektedir. Tablo 5. Önümüzdeki 10 Yılda Toplam Konut İhtiyacı yıllar toplam konut ihtiyacı (adet) 2014 608.000 2015 651.000 2016 656.000 2017 662.000 2018 663.000 2019 669.000 2020 676.000 2021 680.000 2022 690.000 2023 680.000 toplam 6.635.000 Türkiye nin konut ihtiyacından hareketle, önümüzdeki 10 yıl boyunca 6.635.000 adet konut üretileceği kabul edilmektedir. Buna göre, yıllara göre üretilecek konut adedinin kümülatif tablosu aşağıdaki gibidir. Tablo 6. Önümüzdeki 10 Yılda Üretilecek Konut Adedi 12
yıllar yıllar bazında üretilecek üretilecek konut adedi konut adedi kümülatif 2014 608.000 608.000 2015 651.000 1.259.000 2016 656.000 1.915.000 2017 662.000 2.577.000 2018 663.000 3.240.000 2019 669.000 3.909.000 2020 676.000 4.585.000 2021 680.000 5.265.000 2022 690.000 5.955.000 2023 680.000 6.635.000 toplam 6.635.000 6.635.000 Çalışmanın bir önceki kısmında 814 dairelik bir konut projesinin baz bir binaya göre yılda 1.580.931 kwh tasarruf ederek %20 enerji verimliliği sağladığı ortaya konmuştur. Buradan hareketle 10 yıl içinde üretilecek 6.635.000 adet konutta yıllık 12,9 milyar kwh (12.886.335.608 kwh) tasarruf edileceği sonucuna ulaşılabilir. T.C. Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı ve enerji sektöründen uzmanların yaptığı değerledirmelere göre Türkiye nin 2013 yılı enerji tüketimi yaklaşık 250 milyar kwh olup, yıllık yaklaşık %6,8 oranında artmaktadır ve bu artış oranı devam ederse 2023 yılında yaklaşık 500 milyar kwh e ulaşacağı tahmin edilmektedir [9 12] Yıllar bazında yeni konutlardan elde edilecek enerji tasarrufu miktarı, ülkemizin enerji ihtiyacı ve tasarrufların ihtiyacı karşılama oranı aşağıdaki tabloda gösterilmektedir. Tablo 7. Yeni Konutlarda Yapılacak Enerji Tasarrufunun Enerji İhtiyacını Karşılama Oranı 13
yıllar üretilecek konut adedi kümülatif toplam enerji tasarrufu (kwh) Türkiye toplam enerji ihtiyacı (kwh) tasarrufun ihtiyacı karşılama yüzdesi (%) 2014 608.000 1.180.842.811 267.000.000.000 0,44% 2015 1.259.000 2.445.199.176 285.156.000.000 0,86% 2016 1.915.000 3.719.266.419 304.546.608.000 1,22% 2017 2.577.000 5.004.986.716 325.255.777.344 1,54% 2018 3.240.000 6.292.649.189 347.373.170.203 1,81% 2019 3.909.000 7.591.964.716 370.994.545.777 2,05% 2020 4.585.000 8.904.875.473 396.222.174.890 2,25% 2021 5.265.000 10.225.554.932 423.165.282.783 2,42% 2022 5.955.000 11.565.656.149 451.940.522.012 2,56% 2023 6.635.000 12.886.335.608 482.672.477.509 2,67% toplam 6.635.000 12.886.335.608 482.672.477.509 2,67% Grafik 2. Yeni Konutlardan Elde Edilecek Enerji Tasarrufu Miktarı ve Ülkemizin Enerji İhtiyacı Yukarıdaki tablo göstermektedir ki, önümüzdeki 10 yıl boyunca yeni yapılacak konutların enerji verimli üretilmesi ile 2023 yılına geldiğimizde 12,9 milyar kwh enerji tasarrufu ile ulusal enerji ihtiyacımızın %2,67 sinin karşılanabilme fırsatı bulunmaktadır. Ulusal enerji stratejileri ve 2023 hedefleri göz önüne alındığında, 2023 te Türkiye nin GSYİH başına tüketilen enerji miktarının 2011 yılı değerine göre en az %20 azaltılmasının hedeflendiği görülmektedir. Sonuç ve Öneriler 14
Türkiye de yeni yapılacak konut projelerinde enerji verimliliği ile elde edilebilecek tasarrufu ortaya koymak, bu tasarrufun ülkemizde enerji ihtiyacını ne seviyede karşılayacağını ve ulusal enerji ihtiyacımızı ne oranda azaltacağını analiz etmek amacıyla; uluslararası yeşil bina sertifikasına Gold seviyesinden aday ve enerji verimli olarak tasarlanan gerçek bir konut projesi Enerji Modellemesi ile simule edilip, baz bir binaya göre elde ettiği enerji tasarrufu tespit edilerek bu tasarrufun Türkiye de üretilecek tüm yeni konutlarda sağlanması ile önümüzdeki 10 yılda elde edilebilecek hesaplanmıştır. Elde edilecek toplam tasarruf miktarının ülke enerji ihtiyacının ne kadarına karşılık gelerek ulusal enerji verimliliği hedefimize sağladığı katkı sayısal olarak ortaya konmuştur. 814 dairelik bir konut projesinin baz bir binaya göre yılda 1.580.931 kwh tasarruf etmesinden hareketle, önümüzdeki 10 yılda Türkiye de üretilecek 6.635.000 adet yeni konutta yıllık 12,9 milyar kwh (12.886.335.608 kwh) tasarruf edilebileceği ve bunun 2023 yılına geldiğimizde yaklaşık 500 milyar kwh olacak enerji ihtiyacımızın %2,67 sinin karşılanabileceği ortaya konmuştur. Türkiye nin ulusal enerji verimliliği hedefleri ile artan enerji ve konut ihtiyacı birlikte değerlendirildiğinde yeni yapılacak konutları enerji verimli olarak yapmanın gerekliliği ortadadır. Türkiye nin Avrupa Birlliği standartlarına uyum çalışmaları çerçevesinde hazırlanan Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği binalarda enerji verimliliği ile ilgili AB direktifleri ile uyumlu olup binalarda enerji verimliliği konusunda ülkemizde atılmış en önemli adımdır. Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliği uyarınca yeni binalar en az C sınıfı olmak zorundadır. Ancak binalarda enerji verimliliği ile ilgili pek çok mühendislik uygulaması yasa ve yönetmeliklerde tariflenmesine rağmen uygulamada çoğu zaman standart sistemler kullanılarak daha yüksek enerji sınıflarına ulaşılamamaktadır. Bu nedenle, bina tasarımcıları, uygulayıcılar ve mühendislerin bilinç düzeyi arttırılmalıdır. Devlet, enerji verimliliğine yönelik mühendislik uygulamalarının hayata daha fazla geçirilebilmesi için destek ve teşvik sağlamalı gerekirse yönlendirme ve kısıtlamalarda bulunmalıdır. İlaveten devlet, enerji verimliliği konusunu imar ve kentsel dönüşüm mevzuatlarında da ele alarak ilgili teşvik mekanizmaları oluşturmalı, fon ayrılmalıdır. Bu fonun kullandırılmasında etkin bir finansal model oluşturulmalı ve fonun en doğru şekilde kullanılması sağlanmalıdır. Mevcut bina stokunun fazlalığı ve enerji verimsizliği düşünüldüğünde sadece yeni binalarda değil, mevcut binalarda da enerji verimliliği konusuna ivedilikle yatırım yapmak gerekmektedir. İklim Değişikliği Ulusal Eylem Planı 2011-2023 ün bina sektöründeki 2023 hedefi; binalarda yenilenebilir enerjiyi arttırmak ve 2017 ye kadar tüm binalara Enerji Kimlik Belgesi verilmesidir. Ancak bu hedef yeterli olmamalıdır, mevcut binalar için de bir an önce enerji kimlik belgesi hazırlanması gerekmektedir. Yapılan akdemik çalışmalar göstermiştir ki, mevcut binaları enerji verimli hale getirmek, yeni enerji üretim santrali yapmaktan bazı durumlarda 6 kat daha verimli olabilmektedir 15
[13,14]. Dolayısı ile mevcut binalarda yapılabilecek enerji verimliliği iyileştirmeleri bir an önce tespit edilmeli, tespit edilen iyileştirme kalemleri arasından optimizasyon/önceliklendirme yapılarak maliyet/yatırım dengesi gözetilerek en uygun iyileştirmeler, belirlenmiş sürelerde hayata geçirilmelidir. Bu sayede fonlar en etkin şekilde kullanılarak, harcanan tutara karşılık mümkün olan en fazla enerji tasarrufu elde edilmelidir. İlaveten, mevcut binalar için de bir enerji sınıfı hedefi verilerek bu enerji hedefe ulaşma konusunda yaptırım için ceza verilmelidir. Mevcut binalarda enerji verimliliği iyileştirme uygulamalarının yapılması için teşvik ve fon ayrılmalıdır. Bu fonun kullandırılmasında optimizasyon yapılarak etkin bir finansal model oluşturulmalı ve fonun en doğru şekilde kullanılması sağlanmalıdır. Kaynaklar 1. Koç Üniversitesi, 2012. Türkiye nin Enerji Verimliliği Haritası ve Hedefler. 2. TÜSİAD ve İMSAD, 2012. İnşaat Sektöründe Sürdürülebilirlik: Yeşil Binalar ve Nanoteknoloji Stratejileri. 3. Alhanlıoğlu, G. ve Çamlıbel, M.E., 2012. 2023 Yılında Türkiye de Yeşil Konutlar. EkoYapı Dergisi, Sayı no: 10, Çevre Dostu Yeşil Binalar Derneği. 4. https://www.ashrae.org/standards-research--technology/standards--guidelines 5. http://apps1.eere.energy.gov/buildings/energyplus/energyplus_about.cfm 6. http://www.designbuilder.co.uk/content/view/144/223/ 7. http://www.usgbc.org/docs/archive/general/docs5546.pdf 8. Gyoder, 2023 Vizyonunda Gayrimenkul Sektörü, 2012. 9. http://www.enerji.gov.tr/yayinlar_raporlar/dunyada_ve_turkiyede_enerji_gorunumu.pdf 10. http://www.enerji.gov.tr/yayinlar_raporlar/2013_faaliyet_raporu.pdf 11. http://www.hayat-enerji.com/haberler002.html 12. http://www.aksam.com.tr/yazarlar/turkiyenin-elektrik-tuketimi-2023te-iki-katina-cikacak-soru-suenerjimiz-yeter-mi/haber-199283 13. Çamlıbel, M.E., 2011. An Integrated Optimization Model Towards Energy Efficiency For Existing Buildings - A Case Study For Boğaziçi University Kilyos Campus Doktora Tezi. 14. Çamlıbel, M.E. ve Otay, N.E., 2011. An Integrated Optimization Model Towards Energy Efficiency For Existing Buildings - A Case Study For Boğaziçi University Kilyos Campus, 10 th International Congress on Advances in Civil Engineering, 17-19 October 2012, Middle East Technical University, Ankara, Turkey. 16