Kentsel bina enerji modelleme (UBEM) çerçevesinin belirlenmesi için yeni bir iş akışı ve Türkiye'de bir vaka analizi
A new workflow for the determination of the urban building energy modeling (UBEM) framework and a case study in Turkey
Yazar: SİNEM ESEN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MELİK ZİYA YAKUT
Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Şehircilik ve Bölge Planlama = Urban and Regional Planning

Özet:
Kentsel alanlar, atmosfere CO2 ve diğer sera gazlarının salınımını yaparak ve ısı adası oluşturup çevre sıcaklığını arttırarak küresel ısınmayı hızlandıran önemli bir role sahiptir. Bu nedenle, kentsel alanlarda enerji verimliliğini arttırabilecek Kentsel Bina Enerji Modellemesi (UBEM) gibi uygulamalar, daha sağlıklı ve sürdürülebilir bir kentsel çevre oluşturmak için önemli adımlardır. 
Bu çalışmada, kentsel alanları modellemek ve kentsel ölçekte enerji talebini tahmin etmek üzere uygulanabilir ve pratik bir model çerçevesi oluşturulması amaçlanmıştır. Oluşturulan model çerçevesinin; bina stok sistemi ve veri setlerinin eksikliği, ekstra algoritma oluşturma gereksinimi, gerçek enerji tüketim verilerinin elde edilmesinde zorluk yaşama vb.leri gibi durumları yaşayan ülkelerdeki kentsel alanlar için uygulanabilir olması amaçlanmıştır. Bu doğrultuda; City Energy Analyst (CEA), Spacemaker-Revit, UBEM.IO araçları ile üç ayrı UBEM çerçevesi oluşturulmuştur. Bu UBEM çerçeveleri, Ankara'nın Mamak ilçesinde konumlu 13 bloktan oluşan bir TOKİ sitesinin enerji talebinin analiz edilmesi açısından incelenmiştir. Uygulama alanı için oluşturulan UBEM çerçeveleri dahilinde yapılan enerji talep analizleri, alanın yıllık enerji tüketim verisiyle karşılaştırılıp belirtilen durumlar için en uygulanabilir UBEM çerçevesi belirlenmiştir. Uygulama alanının enerji kullanım yoğunluğu 232.78 kWh/m2.yıl olup buna en yakın sonucun 214 kWh/m2.yıl ile Spacemaker-Revit ile oluşturulan model çerçevesinden elde edildiği görülmüştür. Veri girişleri konusunda nispeten daha esnek olması, kentsel mikro iklim koşullarının değerlendirilmesine olanak sağlaması, çeşitli analiz araçları arasında kolayca dışa aktarım yapılarak bağlantı sağlanmasına müsaade etmesi gibi sebeplerle bu UBEM çerçevesinin incelenenler arasında en etkin model çerçevesi olduğu tespit edilmiştir. Bu doğrultuda UBEM oluşturmada belirtilen nedenlerle sıkıntı yaşayan ülkelerdeki kentsel alanlar için en uygulanabilir model çerçevesinin Spacemaker-Revit ile oluşturulan UBEM çerçevesi olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Urban areas have an important role in accelerating global warming by releasing CO2 and other greenhouse gases into the atmosphere and increasing the environmental temperature by creating a heat island. Therefore, practices such as Urban Building Energy Modeling (UBEM), which can improve energy efficiency in urban areas, are important steps to create a healthier and more sustainable urban environment.
This study aims to create a feasible and practical model framework to model urban areas and estimate energy demand at the urban scale. The model framework created is intended to be applicable to urban areas in countries experiencing situations such as a lack of building stock systems and datasets, the need to create extra algorithms, difficulties in obtaining actual energy consumption data, etc. In this direction, three separate UBEM frameworks were created with the City Energy Analyst (CEA), Spacemaker-Revit, and UBEM.IO tools. These UBEM frameworks were examined in terms of analyzing the energy demand of a TOKİ site consisting of 13 blocks located in Ankara's Mamak district. The energy demand analyses made within the UBEM frameworks created for the case study were compared with the annual energy consumption data of the area and the most applicable UBEM framework was determined for the specified situations. The energy usage intensity of the case study is 232.78 kWh/m2.year and it was seen that the closest result was obtained from the model framework created with the Spacemaker-Revit with 214 kWh/m2.year. It was determined that this UBEM framework was the most effective model framework among those examined due to it is relatively more flexible in terms of data entry, allows the evaluation of urban microclimate conditions, and allows connections between various analysis tools by easily exporting. In this respect, it was determined that the most applicable model framework for urban areas in countries experiencing difficulties for the reasons stated in the creation of UBEM was the UBEM framework created with Spacemaker-Revit.