BÜTÜNLEŞİK TASARIM BİNA ENERJİ VERİMLİLİĞİ · Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ CLIMA DESIGN...
Transcript of BÜTÜNLEŞİK TASARIM BİNA ENERJİ VERİMLİLİĞİ · Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ CLIMA DESIGN...
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
BÜTÜNLEŞİK TASARIM
BİNA ENERJİ VERİMLİLİĞİ YEŞİL BİNALAR
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
Binalarda enerjinin verimli kullanılmasını sağlayarak, ülke çapında enerji tüketimimizi yaşam konforumuzdan ödün vermeden, asgari seviyeye çekebilme potansiyeline sahibiz.
Enerji Bakanlığı’nın 2010 yılı öngörüsü, bina sektöründe %30, enerji tasarruf potansiyeli olduğu yönündedir.
ENERJİ VERİMLİLİĞİNİ ARTIRMA POTANSİYELİMİZ!
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
WATER EFFICIENCY
ENERGY &
ATMOSPHERE
MATERIALS &
RESOURCES
INDOOR ENV. QUALITY
INNOVATION in DESIGN
REGIONAL PRIORITY
PLATINUM 80 PUAN VE
ÜZERİ
CERTIFICATE 40–49 POINTS SILVER 50–59 POINTS GOLD 60–79 POINTS PLATINUM 80 POINTS and MORE
SUSTAINABLE SITES
LEED – SERTİFİKA SİSTEMİ PUANLARI
YEŞİL BİNALAR ve ENERJİ VERİMLİLİĞİ
10
37
13
12
6
4
28
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
BİNA ENERJİ VERİMLİLİĞİ
YÜKSEK PERFORMANSLI BİNA
YEŞİL BİNA
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ PERFORMANSINI ETKİLEYEN BAŞLICA PARAMETRELER
iklim verileri, bina çevresi yerleşke dokusu, binanın işlevi ve geometrik özellikleri, yapı malzemelerinin fiziksel özellikleri, bina kabuğu, bina zonları, gölgeleme stratejileri, ısıtma, soğutma ve havalandırma sistemleri aydınlatma sistemleri, otomasyon stratejileri, kullanıcılar ve cihazlar, .............
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ PERFORMANSINI ETKİLEYEN BAŞLICA PARAMETRELER
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ PERFORMANSINI ETKİLEYEN PARAMETRELER
BİNA KABUĞU ISI GEÇİRME KATSAYISI (U Katsayısı) SAYDAMLIK ORANI YÜZEY RENGİ ISIL KÜTLE
Zaman geciktirmesi Genlik küçültmesi
GÜNEŞ IŞINIMI İÇİN YUTMA, YANSITMA ve GEÇİRME KATSAYILARI GÜNIŞIĞI GEÇİRGENLİĞİ .............. .............. ..............
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
CEPHE TASARIMI & ENERJİ VERİMLİLİĞİ
0
10
20
30
40
50
60
70
GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6
Glazing Types
An
nu
al
En
erg
y D
em
an
d
(kW
h/m
2.a
)
Space Heating Cooling Lighting
0
10
20
30
40
50
60
70
GL1 GL2 GL3 GL4 GL5 GL6
Glazing Types
An
nu
al
En
erg
y D
em
an
d
(kW
h/m
2.a
)Space Heating Cooling Lighting
PENCERE + GÖLGELEME + AYDINLATMA KONTROLÜ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
NE KADAR TASARRUF EDİLİR?
ISITMA – SOĞUTMA – HAVALANDIRMA – AYDINLATMA
için gerekli olan enerji miktarında
~ %50 civarında enerji tasarrufu yapılabilmektedir. Bunun sonucunda da
sera gazı salım miktarında benzer oranda düşüş olacağı açıktır.
170.000 m2’ lik bir ofis binası için optimum cephe tasarım stratejilerinin enerji modelleme yöntemleri ile belirlenmesiyle
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ PERFORMANSINI ETKİLEYEN PARAMETRELER
MEKANİK SİSTEM PARAMETRELERİ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ MODELLEME
MEKANİK SİSTEM MODELİ
MİMARİ SİSTEM MODELİ
AYDINLATMA SİSTEMİ VERİLERİ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
Isıl modelleme
Deneysel çalışma
BİNA ENERJİ MODELLEME
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ MODELLEME
CO₂ EMİSYON MİKTARI
ASIL BİNA Toprak kaynaklı ısı pompası var 147 kg CO₂/m²
ASIL BİNA Toprak kaynaklı ısı pompası yok 163 kg CO₂/m²
REFERANS BİNA 186 kg CO₂/m²
CO₂ EMİSYON MİKTARI
ASIL BİNA Toprak kaynaklı ısı pompası var 137 kg CO₂/m²
ASIL BİNA Toprak kaynaklı ısı pompası yok 163 kg CO₂/m²
REFERANS BİNA 186 kg CO₂/m²
SİMÜLASYON ARAYÜZÜNDE TEMSİL EDİLEMEYEN
SİSTEMLER
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
KONFOR KOŞULLARININ KONTROLÜ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
BÜTÜNLEŞİK TASARIM TASARIM GEREKSİNİMLERİ ve OPTİMİZASYON
İşveren Tasarım ekipleri, Danışmanlık ekibi, Enerji & Konfor Fizibilite...etütleri .......
PROJE YÖNETİMİ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ & KONFOR, FİZİBİLİTE ÇALIŞMALARI
• KONFOR KOŞULLARI • ENERJİ TÜKETİMİ • CO2 SALIMI • TOPLAM MALİYET ve UYGULANABİLİRLİK
TASARIM KARARLARI SONRASI MODELLEME
TASARIMIN İLK EVRESİ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
BÜTÜNLEŞİK TASARIM ENERJİ, KONFOR, FONKSİYON, MALİYET….OPTİMİZASYONU
Arsa bilgilerin temini ve etütler Proje ihtiyaç programlarının belirlenmesi
Standart ve yönetmelikler ile çevre analizi
Tasarım kararları
Ön, kesin projeler
Uygulama projeleri
Sistem, montaj, imalat
detayları
Bina Enerji Performansı
Kimlik Belgesi & Yeşil Bina Sertifikasyonu çalışmaları
Bina enerji ihtiyacı & tüketimi Isıl konfor analizleri Fizibilite etütleri Mimari akustik
Günışığı ve aydınlatma Yangın denetimi Sağlık donatısı Malzeme kararları
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
BÜTÜNLEŞİK TASARIM ENERJİ, KONFOR, İŞLEVSELLİK, MALİYET….OPTİMİZASYONU
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ VERİMLİLİĞİ
Ref. Bina Enerji Tüketimi Elektrik
[kWh/m2-yıl] Doğal Gaz [kWh/m2-yıl]
Aydınlatma Enerjisi 10.31 0
HVAC Ekipmanlarının
Enerjisi 99.94 0
Proses Enerji 226.40 0
TOPLAM ENERJİ 336.65 0
Asıl Bina Enerji Tüketimi Elektrik
[kWh/m2-yıl] Doğal Gaz [kWh/m2-yıl]
Aydınlatma Enerjisi 4.00 0
HVAC Ekipmanlarının
Enerjisi 20.03 0
Proses Enerji 226.40 0
TOPLAM ENERJİ 250.43 0
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
Tüm Enerji Tüketimi İyileştirme
Oranı (%) Elektrik
[kWh]
Doğalgaz
[kWh]
Önerilen
Bina 1353106.76 0 25.40
79.95 (HVAC)
Referans
Bina 1814270.28 0
ENERJİ VERİMLİLİĞİ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
TASARIM SÜRECİ SONUNDA
BİNA ENERJİ MODELLEME
Enerji İhtiyacı Çift Cidar Cepheli Bina
[kWh/m2-yıl]
Tek Cidar Cepheli Bina*
[kWh/m2-yıl]
Isıtma 122.30 273.10
Soğutma 269.30 133.30
Aydınlatma (İç) 172.10 145.50
Toplam 563.70 551.90
ÇİFT CİDARLI BİR OFİS ÖRNEĞİ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
UYGULAMA PROJESİ SÜRECİNDE ENERJİ MODELLEME
ASIL BİNA REFERANS BİNA
ENERJİ TÜKETİMİ
[kWh/m2].yıl 206.03 152.93
ENERJİ İHTİYACI ASIL BİNA REFRANS BİNA İYİLEŞTİRME ORANI
Isıtma İhtiyacı
[kWh/m2].yıl 22.20 30.90 28%
Soğutma İhtiyacı
[kWh/m2].yıl 17.98 14.30 -25.7%
TOPLAM
[kWh/m2].yıl 40.18 45.2 11%
BİR OFİS ÖRNEĞİ
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
UYGULAMA PROJESİ SÜRECİNDE ENERJİ MODELLEME
SİMÜLASYON ARAÇLARINDA TEMSİL EDİLMEYEN SİSTEMLER
Toplam Enerji Tüketimi, kWh/m2 -yıl
Doğal Gaz Tüketimi (ısıtma), kWh -yıl
Elektrik Tüketimi (soğutma), kWh -yıl
Labirent Yok 158,15 188.553,07 167.863,42
Labirent Var 145,04 136.490,50 174.624,68
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
PROJELERİN YENİLENMESİ SONRASI ENERJİ MODELLEME SONUÇLARI
BİR OFİS ÖRNEĞİ PROPOSED BUILDING BASELINE BUILDING
ELECTRICITY NATURAL GAS ELECTRICITY NATURAL GAS
Annual
Consumptions 213,962.67kWh 145,176.88kWh 309,847.38kWh 372,848.07kWh
COSTS (TL) * 41,722.72TL 9,376.57 TL 60,425.07 TL 28,749.64TL
Building Total
Annual Energy
Costs
51,099.29 TL 89.174.71TL
Percentage
Improvement 42.7%
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
İZMİR A.MENDERES HAVALİMANI CEPHE TASARIMI için DETAYLI MODELLEME
Senaryo
Koşullandırılan Zonlar
Isıtma-Soğutma
Toplam Enerji İhtiyacı
(kWh)
Yıllık Toplam
Elektrik Maliyeti
(TL/yıl)
Binanın Enerji Performansı
Testlerine Uygun İnşaası
Sonucu Mevcut Projeye
Göre Enerji Maliyeti Farkları
(TL/yıl)
Mevcut Proje 34,623,483.612 9,888,121 A
Senaryo 1 34,435,915.277 9,834,553 A-53,568
Senaryo 1A 34,130,912.854 9,747,447 A-140,674
Senaryo 2 34,287,491.638 9,792,165 A-95,956
Senaryo 3 34,272,812.377 9,787,972 A-100,149
Senaryo 4 34,269,550.319 9,787,041 A-101,080
Senaryo 5 34,220,619.449 9,773,067 A-115,054
Senaryo 6 34,157,009.318 9,754,900 A-133,221
Senaryo 7 34,018,371.853 9,715,307 A-172,814
Senaryo 8 33,998,799.505 9,709,717 A-178,404
Senaryo 9 34,028,158.027 9,718,102 A-170,019
Senaryo 10 34,183,105.782 9,762,353 A-125,768
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
TASARIM ARACI OLARAK
BİNA ENERJİ MODELLEME
Mimari Tasarım Kararları İle;
ENERJİ İHTİYACINDA REFERANSA GÖRE %24 İYİLEŞTİRME ISIL, GÖRSEL, İŞİTSEL KONFOR KOŞULLARININ SAĞLANMASI
ISITMA
kWh/m²yıl
SOĞUTMA
kWh/m²yıl
TOPLAM
kWh/m²yıl
39,6 22,4 62 ISITMA
kWh/m²yıl
SOĞUTMA
kWh/m²yıl
TOPLAM
kWh/m²yıl
34,0 13,0 47
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
UYGULAMA PROJESİ AŞAMASINDA BİNA ENERJİ MODELLEME
Akustik konfor analizi Günışığı analizi
PERFORMANS SİMÜLASYONLARI
MEKANİK SİSTEM
MİMARİ SİSTEM
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
UYGULAMA PROJESİ AŞAMASINDA BİNA ENERJİ MODELLEME
ÖNGÖRÜLEN HAVA KAYNAKLI ISI POMPASI İLE ISITMA
SOĞUTMA VE KULLANIM SICAK SUYU SİSTEMİ ENERJİ
VERİMLİLİĞİ ÖNŞARTINI GEÇEMİYOR!!!
ISI POMPASI+ TERMAL GÜNEŞ KOLLEKTÖRÜ İLE
İYİLEŞTİRME ORANI= %34.82
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ VERİMLİ MALİYET OPTİMUM BİNALAR
Enerji Tasarrufu ve Sürdürülebilirlik önlemleri, Konfor düzeyini maksimum düzeyde tutmak koşulu ile yapılan
detaylı hesaplamalar ve fizibilite çalışmaları aracılığıyla önerilmelidir.
MALİYET OPTİMİMUM ENERJİ VERİMLİLİĞİ ÇÖZÜM ÖNERİLERİNE BÜTÜNLEŞİK TASARIM İLE ULAŞILABİLİR!!!
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
EPBD2010 MALİYET OPTİMUM ENERJİ VERİMLİLİĞİ
Kaynak: Int. Seminar on EPBD, 2011, E. Cabau
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
EPBD2010 MALİYET ETKİN ENERJİ VERİMLİLİĞİ
1 BASE
2
3
4
56
7
8
9
10
11 12
13
14
1516
1718
19
20
100,0
110,0
120,0
130,0
140,0
150,0
160,0
170,0
180,0
50,0 100,0 150,0 200,0 250,0
Glo
bal
Co
st f
or
5 y
ear
s (T
L/m
2)
Primary Energy (kwh/m2-a)
Ankara Office
Mechanical System Heating: Fan Coils + Hot WaterBoiler
Cooling: Fan Coils with Chiller (COP=4,5)
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
EPBD2010 MALİYET ETKİN ENERJİ VERİMLİLİĞİ
1 BASE
23
4
56
78
9
1011
12
13
14
1516
1718
1920
130,0
150,0
170,0
190,0
210,0
230,0
250,0
100,0 150,0 200,0 250,0 300,0 350,0
Glo
bal
Co
st fo
r 5
year
s (T
L/m
2)
Primary Energy (kwh/m2-a)
Antalya Office
Mechanical System Heating: Fan Coils + Hot WaterBoilerCooling: Fan Coils with Chiller (COP=4,5)
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
EPBD2010 MALİYET OPTİMUM ENERJİ VERİMLİLİĞİ
???
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
ENERJİ VERİMLİ&MALİYET OPTİMUM
YEŞİL BİNALAR İÇİN DOĞRU PROJE YÖNETİMİ ve BÜTÜNLEŞİK
TASARIM
YAPI FİZİĞİ SORUNLARINA TASARIMLA EŞ ZAMANLI ÇÖZÜM
ENERJİ MODELLEME TASARIM ARACI OLMALI
AKSİ DURUMDA
EMEK, ZAMAN VE PARA İSRAFI
HATALARIN DÜZELTİLMESİ = EK MALİYET
BEKLENEN HEDEFE ULAŞMAK ÇOK ZOR
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
SERTİFİKALI BİNALAR GERÇEKTEN “YEŞİL” MİDİR?
Prof. Dr. A. Zerrin YILMAZ
CLIMA DESIGN 2013
YÜKSEK PERFORMANSLI
MALİYET ETKİN BİNALAR
DOĞRU PROJE YÖNETİMİ + BÜTÜNLEŞİK TASARIM
DAHA YEŞİL DÜNYA...