HİBRİT YENİLENEBİLİR ENERJİ SİSTEMİ KULLANAN NET SIFIR ENERJİLİ BİNA İÇİN ENERJİ ANALİZİ, SİMÜLASYONU VE OPTİMİZASYONU: TÜRKİYE’DE BİR DURUM ANALİZİ

Abstract

ÖZET

Dünya üzerindeki kaynakların hızla tükenmekte olması, kullanılan enerji miktarının hızla artması ve Covid-19 salgınının hızlanması sonucunda ekosistemin dengesi bozulmaktadır. Bu durum hem çevreyi koruma konusunda, hem de enerji kullanımı üzerinde yeni yaklaşımlara neden olmuştur. Dünyada kullanılan enerjinin %40’ı binalarda tüketilmektedir ve binalarda alınacak önlemler ve değişikliklerin enerjide önemli tasarruflar oluşturacağı yaygın kabul edilen bir gerçeklik olmuştur. Bu çerçevede mevcut ve yeni yapılacak enerji verimliliğini amaçlayan binalarda enerji performansı direktifi yürürlüğe girmiştir. Bu direktifle, çok az enerji gerektiren ve yıllık tükettiği kadar yenilenebilir enerji üreten binalar olarak tanımlanan Net Sıfır Enerjili Binalar (NSEB) kavramı ortaya çıkmıştır.

Bu tezin temel amacı, Karabük Üniversitesi kampüsünde bulunan Öğrenci İşleri Merkezi (ÖİM) binasının enerji performans karakteristiklerini analiz etmek ve binayı Net Sıfır Enerjili Bina “NSEB” modeline dönüştürmektir. Bu bağlamda birinci aşamada, bina kabuğundaki gerçek izolasyon seviyeleri TS 825 standartlarına göre yeterliliği araştırılmıştır. İkinci aşamada, ÖİM binasının mevcut durum analizini yapmak için Autodesk Revit 2022, İnsight 360 ve Green building Studio simulasyon programları kullanılarak enerji tüketim değerleri hesaplanmış ve sonuçları grafik olarak sunulmuştur. ÖİM binasının gerçek enerji tüketimi ile simülasyon sonucu elde edilen tüketim verileri karşılaştırılmıştır. Ortaya çıkan performans sonuçları ışığında, “Pasif Yaklaşımlar”, “Enerji Verimliliği Yaklaşımları” ve “Yenilenebilir Enerji Yaklaşımları” kapsamında önerilen stratejilerin incelenmesi ve değerlendirilmesi yapılmıştır. Bu değerlendirmeler sonucunda ısı pompası ve fotovoltaik sistemin bir arada kullanıldığı modelin finansal ve çevresel etki bakımından en uygun seçenek olduğu belirlenmiş ve ÖİM binasının Net Sıfır Enerjili Bina formuna dönüştürülmesinin önemli ölçüde enerji tasarrufları sağlayacağı ve CO2 salınımını azaltacağı sonucuna varılmıştır.

ABSTRACT

The balance of the ecosystem is deteriorating as a result of the rapid depletion of resources in the world, the rapid increase in the amount of energy used and the acceleration of the Covid-19 epidemic. This situation led to new approaches in protecting environment and energy use. Buildings are responsible for 40% of global energy consumption and it has been widely accepted that the measures and changes on the buildings will create a significant energy savings. At this stage the directive on energy performance in buildings which aiming at energy efficiency in existing and new buildings, has put into operation. By this directive, the concept of Net Zero Energy Buildings (NZEB) which is defined as buildings that require very little energy and produce as much renewable energy as they consume annually, has been emerged.

This thesis purpose aims to analyze the energy performance characteristics of the Student Affairs Building which located in the campus of Karabük University and transform the reference building into a Net Zero Energy Building “NZEB” model. In the first stage of context, the adequacy of the actual insulation levels in the building envelope according to TS 825 standards has been investigated. In the second stage, to analyze the current situation of the OIM building the energy consumption performance has been calculated using Autodesk Revit 2022, Insight 360 and Green Building Studio simulation programs and the results presented graphically. The actual energy consumption of the OIM building was compared with the consumption obtained from the simulation model. In the light of the performance results, the proposed strategies within the scope of “Passive Approaches”, “Energy Efficiency Approaches” and “Renewable Energy Approaches” has been investigated, evaluated and optimized. As a result of these evaluations, it has been determined that the model which used the heat pump and photovoltaic system, is the most suitable option in terms of financial and environmental impact and it has been concluded that the transformation of the Student Affairs Center Building into a Net Zero Energy Building will provide significant energy savings and reduce CO2 emissions.