Çift kabuk cephelerde faz değiştiren malzeme kullanımının enerji tüketimi ve ısıl konfora etkisi
The effect of use of phase change materials in double skin façades on energy consumption and thermal comfort
Yazar: MERVE KILINÇ
Danışman: DOÇ. DR. NESLİHAN TÜRKMENOĞLU BAYRAKTAR
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mimarlık = Architecture

Özet:
Günümüzde artan nüfus, sanayileşme ve farklılaşan ihtiyaçlar sebebiyle enerji talebinin artması yenilenemeyen kaynakların azalmasına sebep olmuştur. Böylelikle yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelim olmuştur. Bu doğrultuda yenilenemeyen kaynakların korunması ve çevre sorunlarını önlemek amacıyla sürdürülebilirlik, enerji etkin bina, enerji tasarrufu gibi kavramlar önem kazanmaya başlamıştır. İnşaat sektörünün enerji tüketimi içerisinde büyük bir paya sahip olması sebebiyle binaların tasarım sürecinde iklim koşullarının göz önünde bulundurularak alınan mimari kararlar ve buna uygun malzeme seçimi enerji tüketimlerinin azaltılmasında büyük rol oynamaktadır. Bu bağlamda yapı kabuğunda kullanılan çift cephe sistemleri ve yenilikçi bir malzeme olarak ısı depolama sistemlerinde kullanılan faz değiştiren malzemeler enerji verimliliği sağlayan önemli etkenlerdir. Bu sebeple çalışma kapsamında bu iki etkenin gelişim süreci, çalışma prensibi, özellikleri-çeşitleri, kullanım alanları, avantajları-dezavantajları araştırılmıştır.
Çalışma kapsamında ele alınan ofis binasında çift cephe sisteminin eklenme durumu ile çift cephe sistemine entegre edilmiş çeşitli FDM tiplerinin farklı konumlarda, yalıtımla veya yalıtımsız kullanılma durumunun enerji tüketimi ve operatif sıcaklıklara etkisi Türkiye'nin farklı iklim karakteristiklerine sahip 5 ili üzerinden incelenmiştir. Çalışma sonucunda ofis binasına çift cephe sistemi eklendiği durumda, tüm iklimlerde toplam yükün azaldığı tespit edilmiştir. Çift cephe sistemi ve FDM'nin birlikte kullanıldığı durumlarda, soğuk iklime sahip bölgelerde FDM ve yalıtımın birlikte kullanımı, sıcak iklime sahip bölgelerde ise FDM'nin yalıtımsız kullanımı sonucunda toplam yükün azaldığı gözlenmiştir. Doğal havalandırma ve HVAC sistemi olmadan sadece FDM ve çift cephe kullanımının, operatif sıcaklıkları konfor aralığında tutma performansının yetersiz olduğu gözlenmiştir.

Abstract:
Today, the increase in energy demand due to increasing population, industrialization and differentiating needs has led to a decrease in non-renewable resources. Thus, there has been a trend towards renewable energy sources. In this direction, concepts such as sustainability, energy efficient building and energy saving have started to gain importance in order to protect non-renewable resources and prevent environmental problems. Since the construction sector has a large share in energy consumption, architectural decisions taken by considering the climatic conditions in the design process of buildings and the selection of appropriate materials play a major role in reducing energy consumption. In this context, double facade systems used in the building envelope and phase change materials used in heat storage systems as an innovative material are important factors that provide energy efficiency. For this reason, the development process, working principle, characteristics-types, usage areas, advantages-disadvantages of these two factors were investigated within the scope of the study.
The effect of adding the double facade system in the office building considered within the scope of the study and the use of various FDM types integrated into the double facade system in different locations, with or without insulation, on energy consumption and operative temperatures were examined over 5 provinces of Turkey with different climatic characteristics. As a result of the study, it was determined that the total load decreased in all climates when a double facade system was added to the office building. In cases where the double facade system and FDM are used together, it has been observed that the total load is reduced as a result of the use of FDM and insulation together in regions with cold climates, and the use of FDM without insulation in regions with hot climates. It has been observed that the performance of only FDM and double façade use without natural ventilation and HVAC system, keeping the operative temperatures within the comfort range is insufficient.