Batman İli Şartlarında Enerji Etkin Barınak Tasarımı

Nüfus miktarının artması nedeniyle enerji tüketimi hızlı bir şekilde artmaktadır. Hızlı enerji tüketiminin oluşturduğu çevresel sorunlara yönelik sürdürülebilir ve enerji etkin tasarım yaklaşımları yaygınlaşmaktadır. Binalarda enerji etkin iyileştirme ve enerji etkin tasarım konuları enerji sorunlarının çözümünde ve sürdürülebilirliğin sağlanmasında önemli bir etkendir. Bununla birlikte gelişen bilgisayar modellemeleri ve simülasyon yazılımları ile birlikte mimari tasarımda enerji etkin tasarım planlaması her geçen gün kolaylaştırmaktadır. Çalışma kapsamında, projelerin tasarım aşamasında enerji etkin tasarım parametrelerinin projeye eklemlenmesi ile enerji tasarrufu sağlamak amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda öncelikle Bina Bilgi Modelleme (BIM) tabanlı programlar açıklanarak bu programların tasarıma eklemlenmesinin yararları belirtilmiştir. Daha sonra enerji etkin tasarıma yönelik Batman ili iklim şartlarında tasarlanan tavuk çiftliğinin parametreleri belirlenmiştir. Belirlenen parametreler çiftliğin güney cephesi üzerinden oluşturulmuştur. İlk alternatif olarak güney cephede bimsblok kullanılmıştır. İkinci alternatifte ise güney cephesinde trombe duvar uygulaması 5 cm havalandırma boşluğu ile kullanılmıştır. Üçüncü, dördüncü ve beşinci alternatifler sırasıyla trombe duvarın 10, 15 ve 20 cm havalandırma boşluğu ile oluşturulmuştur. Oluşturulan 5 alternatife içten yalıtımlı olarak XPS (ekstrude polistren köpük) yalıtım malzemesinin eklenmesiyle 10 adet alternatif oluşturulmuştur. Tasarlanan tavuk çiftliği Autodesk Revit 2021 programında modellenerek bina enerji modeli oluşturulmuştur. On alternatifin her biri için oluşturulan bina enerji modelleri, gbXML dosyası olarak kaydedilmiştir. Daha sonra kaydedilen dosyaların Autodesk Green Building Studio ile enerji analizleri yapılmıştır. Çalışmanın sonuç bölümünde her bir alternatif için belirlenen ısıtma, soğutma ve toplam enerji tüketim miktarları değerlendirilmiştir. Batman ili iklim şartları için yapılan karşılaştırmada optimum koşullar sağlayan alternatifler belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler:

Enerji Analizi, Enerji Verimliliği, Green Building Studio, Revit., Yeşil Bina

Energy Efficient Shelter Design in Batman Provincial Conditions

PDF

___

[1] Bayraç, H. N. (2010). Küresel enerji politikaları ve türkiye: petrol ve doğal gaz kaynakları açısından bir karşılaştırma. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 10(1), 115-142.
[2] Karaca, M., & Varol, Ç. (2012). Konut alanlarında enerji etkinliği: toplu konut idaresi başkanlığı (TOKİ) toplu konut projeleri üzerine eleştirel bir değerlendirme.
[3] Golovanova, L., & Blyum, E. (2012). Energy efficient building design and technology. Scientific notes of PNU, 5, 247-250.
[4] Kabir, E., Kumar, P., Kumar, S., Adelodun, A. A., & Kim, K. H. (2018). Solar energy: Potential and future prospects. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 82, 894-900.
[5] Ekins-Daukes, N. J. (2009). Solar energy for heat and electricity: the potential for mitigating climate change. Briefing paper, (1), 1-12.
[6] Vesnina, V. (2014). Features of solar energy storage for heating residential buildings. News KSTU them. I. Razzakova, 31, 179-182.
[7] Aydin, M. (2016). Enerji Verimliliğinin Sürdürülebilir Kalkınmadaki Rolü: Türkiye Değerlendirmesi. Yönetim Bilimleri Dergisi, 14(28), 409-441.
[8] Hami, K., Draoui, B., & Hami, O. (2012). The thermal performances of a solar wall. Energy, 39(1), 11-16.
[9] Duan, S., Jing, C., & Zhao, Z. (2016). Energy and exergy analysis of different Trombe walls. Energy and Buildings, 126, 517-523.
[10] Denzer, A. (2017). de la source The solar house: pioneering sustainable design. distributeur Rizzoli.
[11] Barber, D. A. (2016). A house in the sun: Modern architecture and solar energy in the Cold War. Oxford university press.
[12] Denzer, A., Arch, M., & Novikova-Kinney, P. (2010). Arthur T. Brown: pioneer of passive solar architecture. In the SOLAR 2010 Conference Proceedings.
[13] Hu, Z., He, W., Ji, J., & Zhang, S. (2017). A review on the application of Trombe wall system in buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70, 976-987.
[14] Doğan, A., & Pırasacı, T. Farklı Tipte Modellenmiş Güneş Duvarlarinin Isıl Performansının Sayısal Olarak İncelenmesi.
[15] Krygiel, E., & Nies, B. (2008). Green BIM: successful sustainable design with building information modeling. John Wiley & Sons.
[16] Douglass, C. D. (2011). Instructional modules demonstrating building energy analysis using a building information model.
[17] Yaman, Ö., Şengül, Ö., Selçuk, H., Çalıkuş, O., Kara, İ., Erdem, Ş., & Özgür, D. (2015). Binalarda Isı Yalıtımı ve Isı Yalıtım Malzemeleri. Türkiye Mühendislik Haberleri (TMH), 487(4), 62-75.
[18] Aste, N., Angelotti, A., & Buzzetti, M. (2009). The influence of the external walls thermal inertia on the energy performance of well insulated buildings. Energy and buildings, 41(11), 1181-1187.
[19] Saadatian, O., Sopian, K., Lim, C. H., Asim, N., & Sulaiman, M. Y. (2012). Trombe walls: A review of opportunities and challenges in research and development. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 16(8), 6340-6351.
[20] Saadatian, O. M. I. D. R. E. Z. A., Haw, L. C., Sopian, K., Salleh, E. L. I. A. S., & Ludin, N. J. A. I. E. (2012). Solar walls: The neglected components of passive designs. Advanced in Environment, Biotechnology and Biomedicine, 2012(120–6).
[21] Liu, Y., Wang, D., Ma, C., & Liu, J. (2013). A numerical and experimental analysis of the air vent management and heat storage characteristics of a trombe wall. Solar Energy, 91, 1-10.
[22] Khedari, J., Lertsatitthanakorn, C., Pratinthong, N., & Hirunlabh, J. (1998). The modified Trombe wall: a simple ventilation means and an efficient insulating material. International Journal of Ambient Energy, 19(2), 104-110.
[23] Hu, Z., Luo, B., & He, W. (2015). An experimental investigation of a novel Trombe wall with venetian blind structure. Energy Procedia, 70, 691-698.
[24] Hong, X., He, W., Hu, Z., Wang, C., & Ji, J. (2015). Three-dimensional simulation on the thermal performance of a novel Trombe wall with venetian blind structure. Energy and Buildings, 89, 32-38.
[25] Liu, Y., Wang, D., Ma, C., & Liu, J. (2013). A numerical and experimental analysis of the air vent management and heat storage characteristics of a trombe wall. Solar Energy, 91, 1-10.
[26] Rabani, M., Kalantar, V., Dehghan, A. A., & Faghih, A. K. (2015). Experimental study of the heating performance of a Trombe wall with a new design. Solar Energy, 118, 359-374.
[27] Stazi, F., Mastrucci, A., & di Perna, C. (2012). The behaviour of solar walls in residential buildings with different insulation levels: an experimental and numerical study. Energy and Buildings, 47, 217-229.
[28] Zalewski, L., Chantant, M., Lassue, S., & Duthoit, B. (1997). Experimental thermal study of a solar wall of composite type. Energy and Buildings, 25(1), 7-18.
[29] Zrikem, Z., & Bilgen, E. (1987). Theoretical study of a composite Trombe-Michel wall solar collector system. Solar Energy, 39(5), 409-419.
[30] Hu, Z., He, W., Ji, J., & Zhang, S. (2017). A review on the application of Trombe wall system in buildings. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 70, 976-987.
[31] Zalewski, L., Joulin, A., Lassue, S., Dutil, Y., & Rousse, D. (2012). Experimental study of small-scale solar wall integrating phase change material. Solar Energy, 86(1), 208-219.
[32] Demirbas, M. F. (2006). Thermal energy storage and phase change materials: an overview. Energy Sources, Part B: Economics, Planning, and Policy, 1(1), 85-95.
[33] Pomianowski, M., Heiselberg, P., & Zhang, Y. (2013). Review of thermal energy storage technologies based on PCM application in buildings. Energy and Buildings, 67, 56-69.
[34] Ghazali, A., Salleh, E., Haw, L. C., Sopian, K., & Mat, S. (2016). Photovoltaic Façade in Malaysia: The Development and Current Issues. Research Journal of Applied Sciences, Engineering and Technology, 13(8), 652-663.
[35] Chow, T. T., Hand, J. W., & Strachan, P. A. (2003). Building-integrated photovoltaic and thermal applications in a subtropical hotel building. Applied thermal engineering, 23(16), 2035-2049.
[36] Bajc, T., Todorović, M. N., & Svorcan, J. (2015). CFD analyses for passive house with Trombe wall and impact to energy demand. Energy and Buildings, 98, 39-44.
[37] Bainbridge, D. A. (2005). A Water Wall Solar Design Manual: For environmentally responsive buildings that increase comfort, save money, and protect the environment.
[38] Liu, Y. W., & Feng, W. (2012). Integrating passive cooling and solar techniques into the existing building in South China. In Advanced Materials Research (Vol. 368, pp. 3717-3720). Trans Tech Publications Ltd.
[39] Lide, D. (2009). (2010). D. Lide, CRC Handbook of Chemistry and Physics, 90th Edition. Boca Raton, FL: Editorial Advisory Board, CRC Press/Taylor and Francis.
[40] Simmons, H. L. (2011). Olin's construction: principles, materials, and methods. John Wiley & Sons.
[41] Building NREL. A better Trombe wall. National Renewable Energy Laboratory; 2005. p. 1–3.
[42] Nayak, J. K. (1987). Transwall versus Trombe wall: relative performance studies. Energy conversion and management, 27(4), 389-393.
[43] Grau P, Muller E, James G. Fausett J. Architectural drawing and light construction. eighth ed. Pearson; 2008.
[44] National Renewable Energy Laboratory. Transpired collectors (solar preheaters for outdoor ventilation air). a DOE national laboratory; 1998. p. 1–24.
[45] Tunç, M., & Uysal, M. (1991). Passive solar heating of buildings using a fluidized bed plus Trombe wall system. Applied energy, 38(3), 199-213.
[46] Zalewski, L., Lassue, S., Duthoit, B., & Butez, M. (2002). Study of solar walls—validating a simulation model. Building and Environment, 37(1), 109-121.
[47] Yedder, R. B., & Bilgen, E. (1991). Natural convection and conduction in Trombe wall systems. International Journal of Heat and Mass Transfer, 34(4-5), 1237-1248.
[48] Onbasioglu, H., & Egrican, A. N. (2002). Experimental approach to the thermal response of passive systems. Energy conversion and management, 43(15), 2053-2065.
[49] Zamora, B., & Kaiser, A. S. (2009). Optimum wall-to-wall spacing in solar chimney shaped channels in natural convection by numerical investigation. Applied Thermal Engineering, 29(4), 762-769.
[50] Fadıl, S., & İyilik, F. K. Mikrodenetleyici Kullanarak Yumurta Üretme Çiftliğinin Isı, Aydınlatma ve Su Kontrolünün Gerçekleştirilmesi.
[51] Izoder Ts 825 Hesap Programı, Ek E, Yapı malzeme ve bilesenlerinin birim hacim kütlesi, ısıl iletkenlik hesap degeri (lh) ve su buharı difüzyon direnç faktörü (μ), https://www.izoder.org.tr/dosyalar/hesapdegerleri.pdf, (Erişim tarihi: 15.02.2022).
[52] https://www.bimobject.com/tr Erişim Tarihi: 10.02.2022.