Türkiye iklim bölgelerinde konut binaları için ısıtma ve soğutma yüklerinin belirlenmesinde kullanılabilecek bir yaklaşım
The method using in determination of heating and cooling loads for residential buildings in Turkish climate regions
Yazar: SİBEL MAÇKA KALFA
Danışman: PROF. DR. YALÇIN YAŞAR
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2014
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Bu çalışmada; konut binalarının ısıtma ve soğutma yükünü, bina geometrisi ve bina kabuğu fiziksel özellikleri gibi konuta ait tasarım parametrelerine göre tahmin eden yeni bir yaklaşım geliştirilmiştir. Yaklaşımın amacı, konuta ait tasarım parametrelerinin ısıtma ve soğutma yüklerine etkisini belirlemek, geliştirilen regresyon eşitliklerine dayalı istatistiksel modeller vasıtasıyla tasarım aşamasında konutların ısıtma ve soğutma yüklerini seçilen parametre değerlerine göre kolaylıkla ve kısa sürede hesaplayabilmek ve Türkiye iklim bölgeleri için enerji tasarrufu açısından konutlarda optimum çözümü sunan tasarım parametrelerinin belirlenmesidir. Çalışmada, Türkiye'de coğrafya bölgelerini temsil eden 5 iklim bölgesinde yer alan on üç ilde, 20 farklı biçim faktörüne sahip, 100 m2 taban alanlı alçak, orta ve yüksek katlı konut modellerinin yıllık ısıtma ve soğutma yükleri, dört yönlendiriliş durumu, üç saydamlık oranı, dört cam tipi ve üç farklı duvar konstrüksiyonuna göre EnergyPlus simülasyon programı kullanılarak hesaplanmıştır. Hesaplamalarda ASHRAE ısıl denge yöntemi kullanılmıştır. On üç il için elde edilen ısıtma ve soğutma yükü değerleri kullanılarak SPSS programı vasıtasıyla biçim faktörü, saydamlık oranı, pencere ısı geçirgenlik katsayısı, solar ısı kazanç katsayısı ve alanı, duvar konstrüksiyonu ısı geçirgenlik katsayısı ve alanı parametrelerini dikkate alan çoklu doğrusal regresyon eşitlikleri oluşturulmuştur. Ayrıca çalışmada enerji simülasyon sonuçları kullanılarak kümeleme analizi vasıtasıyla on üç il enerji tasarrufu açısından optimum çözümü sunan konuta ait tasarım parametrelerinin değer aralıkları belirlenmiştir. Bu tez çalışması, Genel Bilgiler, Yapılan Çalışmalar, Bulgular ve İrdeleme ile Sonuçlar ve Öneriler olmak üzere dört bölümden oluşmaktadır. İlk bölümde, konuya dair literatürde yer alan çalışmalar incelenmiş bu çalışmalar doğrultusunda konutların ısıtma ve soğutma yükü tahminiyle ilgili genel bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde, illere göre elde edilen sonuçlar grafik olarak sunulmuş, geliştirilen regresyon eşitlikleri detaylı olarak anlatılmıştır. Üçüncü bölümde, elde edilen sonuçlar yorumlanmış  ve son bölümde ise, çalışmadan elde edilen sonuçlar genel hatlarıyla verilmiş ve bu konuda çalışacak araştırmacılar için önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
In this study, the new method is proposed to estimate heating and cooling loads of residential buildings according to residential building design parameters such as building geometry and physical properties of building envelope. The aim of this method is determined the effects of residential building design parameters to heating and cooling loads, calculated easy and short time heating and cooling loads of residential buildings by means of statictical models based on improved regression formulations according to selected parameter values in residential building design phase and determined residential building design parameters that present optimum solution in terms of energy saving for Turkish Climate Regions. In this study, annual heating and cooling loads of residential building models with one storey, mid-storey and high storey - floor area of 100 square meter having twelve different building shape factor are calculated by means of EnergyPlus simulation program according to four building orientation, three window-wall ratio, four glazing type and three wall construction alternatives in thirteen city in five climate region  represented Geographical Regions in Turkey. ASHRAE Heat Balance Method is used in calculations. Regression formulations based on building shape factor, window-wall ratio, heat transfer coefficient of window and wall construction (U- W/m2K), solar heat gain coefficient (SHGC) and area of window and wall construction are created by means of SPSS program using heating and cooling load values obtained to thirteen city. Besides, value intervals of residential building design parameters presented optimum solution in terms of energy saving are determined by means of cluster analysis using simulation results in thirteen city. This thesis study is including four section that are General Information, Practice Studies, Findings and Discussion and Results and Suggestions. In the first section, studies about the main problem in literature is investigated and general information is given related to estimation heating and cooling load of buildings. In the second section, results obtained according to climate regions are presented as graphical, created regression formulations are explained elaborately. In the third section, obtained results are interpreted and compared to previous studies in literature. In the final section, general results of this study are given and suggestions are presented to researchers for future studies.