Enerji etkin binaların tasarımı
Design of energy efficient buildings
Yazar: EDİP İMİK
Danışman: PROF. DR. MEHMET YILMAZ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Küresel ısınma, iklim değişikliği ve tatlı su temini gibi çevresel zorluklar son zamanlarda önemli bir konu haline gelmiştir. Dünyanın dört bir yanındaki büyük miktarda enerji tüketimi ve su kullanımı binalardan kaynaklanmaktadır ve ayrıca insan yaşamının büyük bir kısmı binalarda geçirilmektedir. Tüm bu nedenler çevre dostu, sürdürülebilir, daha rahat, enerji açısından verimli ve düşük enerji tüketen yapılar olan enerji etkin binaları ön plana çıkarmaktadır.  Bu tezde, İnönü Üniversitesi kampüsünde "İnönü Enerji Etkin Binası" olarak isimlendirilen 2 katlı enerji etkin bir binanın tasarımı yapılmıştır. Mevcut yasal düzenlemelere uygun olarak tasarlanan bina "referans bina" olarak adlandırılmış ve bu binanın DesignBuilder v5 ile modellemesi yapılmıştır. Referans binanın simülasyonu EnergyPlus v8.5 ile yapılarak binanın enerji tüketimi, iç ısı kazançları, ısı kayıpları, ısıtma yükü ve CO2 üretimi hesaplanmıştır. Enerji etkin bina tasarım ilkeleri ile pasif ev/yeşil bina ölçütlerine uygun alternatif tasarımlar oluşturulmuştur. Alternatif tasarımlar "Enerji Talebinin Azaltılması", "Yenilenebilir Enerji Kaynaklarının Kullanılması" ve "Su Kaynaklarının Verimli Kullanılması" temel başlıkları altında gruplandırılarak incelenmiştir. Referans binanın enerji talebinin azaltılmasına yönelik olarak "Bina dış kabuk opak bileşenleri alternatifi", "Bina pencere alternatifi" ve "Hava sızdırmazlık alternatifi" olmak üzere üç farklı alternatif incelenmiştir. Referans binada yenilenebilir enerji kaynaklarının kullanılması kapsamında "Isı pompası alternatifi", "Trombe duvar alternatifi", "Fotovoltaik sistem alternatifi" ve "Rüzgâr türbini alternatifi" olmak üzere dört farklı alternatif incelenmiştir. Ayrıca su kaynaklarının verimli kullanılmasına yönelik olarak "Yağmur Suyu Depolama Sisteminin Kullanılması" tasarımı incelenmiştir. Her bir alternatifin kullanılabilirliği belirlenmiştir. Tüm sistemlerin ilk yatırım maliyetleri ve yıllık enerji tüketimi hesaplanmış ve elde edilen değerler kullanılarak para geri ödeme süresi tespit edilmiştir. Tüm simülasyon sonuçları incelendiğinde; hava sızdırmazlık alternatifi, Trombe duvar alternatifi, fotovoltaik panel alternatifi ve yağmur suyu depolama sistemi alternatifinin günümüz şartlarında ekonomik olduğu bulunmuştur.

Abstract:
Environmental challenges like global warming, climate change and fresh water supply have recently become important issues. Large amounts of energy consumption and water use all over the world result from buildings and also a large part of human lifetime is spent in buildings. All these reasons bring energy efficient buildings into the front scene that are environmental friendly, sustainable, more comfortable, energy efficient and low consuming structures. In this thesis, a two storey energy efficient building called "İnönü Energy Efficient Building" is designed at Inonu University Campus. The building, which is designed in accordance with the existing legal regulations, is called the "reference building" and this building is modeled with DesignBuilder v5. Simulation of the reference building is done with EnergyPlus v8.5 to calculate the energy consumption, internal heat gains, heat losses, heating load and CO2 production of the building. Alternative designs according to energy efficient building design principles and passive house / green building criteria are established. Alternative designs are investigated by grouping them under the headings of "Reduction of Energy Demands", "Use of Renewable Energy Resources" and "Efficient Use of Water Resources". Three alternatives, "Building exterior shell opaque components alternative", "Building window alternative" and "Airtight sealing alternative", are examined in order to reduce the energy demand of the reference building. Within the scope of the use of renewable energy resources in the reference building, four different alternatives are investigated as "Heat pump alternative", "Trombe wall alternative", "Photovoltaic system alternative" and "Wind turbine alternative". In addition, the design of "Use of Rainwater Storage System" is examined for efficient use of water resources. The value of employing each alternative is explored. Initial investment costs and annual energy consumption of all systems have been calculated and duration of repayment of the money has been found over the values obtained. When all simulation results are examined; air sealing alternative, Trombe wall alternative, photovoltaic panel alternative and rainwater storage system alternative are found to be economical in today's conditions.