Binalarda enerji verimliliği optimizasyonu için çok amaçlı bir model geliştirilmesi ve uygulama
Developing a multi-objective model for energy efficiency optimization in buildings and a case study
Yazar: ÖZGÜR BAYATA
Danışman: DOÇ. DR. İZZETTİN TEMİZ
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği = Industrial and Industrial Engineering

Özet:
Binalar, Dünyada ve Ülkemizde tüketilen enerjinin yaklaşık %40'ından sorumludur. Enerjisinin yaklaşık %76'sını ithal etmekte olan Ülkemiz açısından enerji tüketiminin ve çevresel etkilerinin azaltılması önemli iki konu olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında serbest piyasada büyük önem arz eden ilk yatırım maliyetinin de göz önüne alınmasıyla, standart bir binada kullanılan neredeyse bütün sistemleri kapsayan çok amaçlı bir bina optimizasyon problemi ele alınmıştır. Çözümü zor olan söz konusu problem için, inşaat sürecinin planlama aşamasında, karar verici için yol gösterici olacak bir model ve iki yazılım modülü geliştirilmiştir. Söz konusu modüllerden ilki Bina Enerji Tüketimi Hesaplama Programı (BETH); kullanıcı tarafından tanımlanan parametre ve değişkenlere göre, binanın yıllık enerji tüketimi, ilk yatırım maliyeti ve yıllık CO2 emisyonu değerini hesaplamaktadır. İkincisi, Bina Enerji Optimizasyon Programı (BEOP) ise çok amaçlı optimizasyon problemlerinin çözümünde kullanılan genetik algoritma temelli bir yazılım modülüdür. Modelde yer alan parametrelerin etkileri 2k faktöriyel deney tasarımı ile belirlenmiş ve geliştirilen model ve yazılımlar örnek bir bina için uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar modelin ve yazılımların kapsamlı ve verimli olduğunu, pek çok değişik bina optimizasyon problemi için uygulanabilir olduğunu ve karar vericiler için faydalı olduğunu göstermiştir.

Abstract:
Buildings are responsible for about %40 of the primary energy consumption in the world and in our country. For our country, which imports about %76 of its energy, energy efficiency and environmental impact of buildings are two very important criteria to consider during the process of building design. In this study, by considering the initial investment cost with its importance for investors, a problem with three objective functions has emerged with almost all building energy systems and construction material alternatives. The aim of this work is to develop a methodology and a software to solve multi-objective building optimization problems. Thus, two different software tools have been developed. First one, BECCP (Building Energy Consumption Calculation Program), is used to calculate buildings annual energy consumption, initial cost and annual CO2 emissions. Second one, BEOP (Building Energy Optimization Program), is a multi-objective optimization program which uses genetic algorithm for minimization of objectives. The impact of the model parameters determined with 2k factorial design and with the help of programs in question, a multi-objective optimization of a sample building has been conducted. The results demonstrate that developed model and software tools are generic and time efficient, thus can be adapted to a high range of building optimization problems, and will be useful for decision makers