Camilerde ısıl konfor ve iç ortam hava kalitesinin tespiti ve ısıtma soğutma enerji tüketiminin azaltılması için farklı stratejilerin değerlendirilmesi
Investigation of thermal comfort and indoor air quality in mosques and evaluation of heating and cooling strategies for energy consumption reduction
Yazar: AHMET YÜKSEL
Danışman: PROF. DR. MÜSLÜM ARICI
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Enerji = Energy ; Enerji tüketimi = Energy consumption

Özet:
Evler, ofisler ve işyerleri gibi sürekli kullanım alanlarının enerji tüketimindeki payı fazla olsa da aralıklı olarak kullanılan ibadethaneler gibi yapıların sayısı günden güne artığı için enerji tüketimindeki payı göz ardı edilmemelidir. Bu tez çalışmasında, Yalova/Türkiye'de bulunan, orta ölçekli tipik bir mahalle camisini temsil eden Hacı Hasan Sert Cami'nin farklı iklim şartlarında ve doluluk oranlarında kullanıldığı Cuma, Bayram, Teravih ve vakit namazlarında meydana gelen mevcut ısıl konfor, iç hava kalitesi ve enerji tüketimleri deneysel olarak incelenmiştir. Ayrıca mevcut konfor şartlarının daha az enerji sarfiyatıyla sağlanması amacıyla iklimlendirme sistemleri kullanım stratejilerini barındıran senaryolar oluşturulmuş ve simüle edilmiştir. Çalışmada, iklimlendirme sistemlerinin çalışma stratejisine ve doluluk oranlarına bağlı olarak camideki en sağlıklı ve konforlu şartların daha az enerji tüketimi ile sağlanması amaçlanmıştır. Deneysel çalışmalar, cemaat sayısındaki ve caminin kullanım süresindeki artışın ısıl konfor üzerinde kış ayları için olumlu, yaz ayları için ise olumsuz etkileri olduğunu göstermiştir. Pencereler kapalı iken caminin yüksek doluluk oranında kullanımı, CO2 konsantrasyonunun 3500 ppm'e kadar artmasına sebep olmuştur. En düşük ve en yüksek PM konsantrasyonları ile sırasıyla sabah ve yatsı namazları sonrasında karşılaşılmıştır. Dolayısıyla halıların süpürülmesi işlemi için en uygun zamanın sabah namazından sonra olduğu belirlenmiştir. Covid-19 salgınının etkin olduğu süreçte alınan tedbirlerin camideki konfor şartlarının, iç hava kalitesinin ve enerji tüketiminin iyileşmesini sağladığı tespit edilmiştir. Simülasyon çalışmaları, yerden ısıtma sisteminin, yatsı – sabah ve sabah – öğle namazları arasında kapatılmasının %30'a kadar yakıt tasarrufu sağladığını göstermiştir. Yaz aylarında ise klimaların deneysel koşullarda olduğu gibi cemaatin isteği doğrultusunda kullanımı, oluşturulan senaryolara göre daha düşük elektrik tüketimi ve CO2 salımı ile sonuçlanmıştır.

Abstract:
The increasing number of intermittently used temples, such as mosques, should not be overlooked in terms of their energy consumption although the share of continuously occupied spaces such as homes, offices, and workplaces in energy consumption is high. In this thesis study, the existing thermal comfort, indoor air quality, and energy consumption of Hacı Hasan Sert Mosque, representing a typical medium-scale neighborhood mosque in Yalova/Turkey, were experimentally investigated under different climatic conditions and occupancy rates during Friday, Eid, Tarawih, and regular daily prayers. Furthermore, scenarios incorporating HVAC system usage strategies aimed at achieving the current comfort conditions with reduced energy consumption were formed and simulated. The study aimed to determine the most healthy and comfortable conditions in the mosque with less energy consumption depending on the HVAC system's operational strategy and occupancy rates. Experimental investigations revealed that the increase in the number of congregants and the duration of mosque usage had positive effects on thermal comfort during winter months but negative effects during summer months. The indoor CO2 concentration increased up to 3500 ppm when the windows were closed during high occupancy. The lowest and highest indoor PM concentrations were observed after morning and night prayers, respectively. Therefore, it was determined that the most appropriate time for carpet sweeping was after the morning prayer. It was found that the measures taken during the Covid-19 pandemic period improved the comfort conditions, indoor air quality, and energy consumption in the mosque. Simulation studies demonstrated that turning off the underfloor heating system between night - morning prayers and between morning - noon prayers resulted in up to 30% fuel savings. In summer months, the use of air conditioning units for cooling according to the congregation' preferences, as per the formed scenarios, led to lower electricity consumption and CO2 emissions compared to experimental conditions.