Mevcut bir kütüphane binasının energyplus ile enerji simülasyonu ve enerji performansı iyileştirme stratejilerinin değerlendirilmesi
Energy simulation and assessment of energy performance improvement strategies of an existing library building with energyplus
Yazar: ÖMER FARUK KURT
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA GÜNEŞ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Güneş Enerjisi Ana Bilim Dalı / Enerji Teknolojisi Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy
Dizin: Enerji benzetimi = Energy simulation ; Hava kirliliği-bina içi = Air pollution-indoor ; Kütüphane binaları = Library buildings ; Çok katlı binalar = Multistorey buildings ; Üniversite binaları = University buildings ; İklimlendirme sistemleri = Air conditioning systems

Özet:
Mevcut binaların enerji verimli olarak yenilenmesi çalışmalarında, farklı enerji verimliliği stratejilerinin sağlayacakları enerji tasarruflarının kıyaslanabilmesi için, binanın mevcut işletim koşullarını gerçeğe yakın bir şekilde temsil eden detaylı enerji modelleri üretildiğine sıklıkla rastlanmaktadır. Bu bina enerji modelleri için yüklü miktarda veri toplanması, bu verilerin işlenmesi ve elde edilemeyen veriler yerinde en uygun varsayımların yapılması gerekebildiği gibi, kullanılan simülasyon programından kaynaklanan beklenmedik sorunlar karşısında dolaylı çözüm yolları üretilmesi gerekebilmektedir. 
Bu çalışma kapsamında, öncelikle mevcut binaların enerji modeli hazırlama süreçlerine ilişkin detaylı bir inceleme yapılmış, bina enerji analizi modellerine genel bir bakış sunulmuş; EnergyPlus simülasyon programı, Rhino modelleme programı ve Rhino programının Grasshopper ve Honeybee eklentileri kullanılarak mevcut bir kütüphane binasına ait bir enerji modeli hazırlanmış ve JEPlus programı kullanılarak kütüphane binasının enerji verimli olarak yenilenmesine ilişkin stratejilerin sağlayacağı enerji tasarrufları incelenmiştir. Kalibre edilmiş bina enerji modeli için yapılan simülasyonlara göre binanın yıllık enerji tüketimi 293,75 kWh/(m2y) iken, binadaki sabit debili iklimlendirme sisteminin değişken debili bir sisteme dönüştürülmesi durumunda enerji tüketiminin 177,92 kWh/(m2y) olduğu görülmüştür. Bu iki bina enerji modeline, cephe ve çatı yalıtımı uygulanması, pencerelerin değiştirilmesi ve cephe hava sızdırmazlığının iyileştirilmesi stratejilerinin ayrı ayrı uygulandığı durumlarda sağlanabilecek enerji tasarrufları değerlendirilmiş, ardından bu stratejilerin sabit debili ve değişken debili iklimlendirme sistemlerine sahip bina enerji modellerine aynı uygulandığı durumlarda sağlanabilecek enerji tasarrufları incelenmiştir. Sabit debili iklimlendirme sistemine sahip binanın son durumdaki enerji tüketiminin 191,82 kWh/(m2y), değişken debili iklimlendirme sistemine sahip binanın son durumdaki enerji tüketiminin ise 90,46 kWh/(m2y) olduğu görülerek, incelenen kütüphane binasının enerji performansını önemli ölçüde iyileştirmenin mümkün olduğu görülmüştür. Son olarak, simülasyon sürecinde karşılaşılan zorluklara ve bu zorluklar karşısında uygulanan çözüm yollarına detaylı bir şekilde değinilmiştir.

Abstract:
In energy retrofit studies of existing buildings, in order to compare the energy savings that different energy efficiency strategies will provide, detailed energy models that closely represent the current operating conditions of the building are produced. For these building energy models, it is usually necessary to collect large amounts of data, process these data and make the most appropriate assumptions in place of the unobtainable data, and it may be necessary to produce indirect solutions in the face of unexpected problems arising from the simulation program used.
Within the scope of this study; a detailed examination of the energy model preparation processes of existing buildings was made and an overview of building energy analysis models was presented; an energy model of an existing library building was prepared using the EnergyPlus simulation program, the Rhino modeling program and the Grasshopper and Honeybee plugins of Rhino, and the energy savings of different energy efficiency strategies for the energy retrofit of the library building were examined by using the JEPlus program. According to the simulations made for the calibrated building energy model, the annual energy consumption of the building is 293,75 kWh/(m2y), while the energy consumption in the case when the constant air volume HVAC system in the building is converted to a variable air volume HVAC system is 177,92 kWh/(m2y). The energy savings that can be achieved in cases of applying insulation to the building facade and roof, replacing windows and improving the air tightness of the facade are evaluated separately and in combination. According to the simulation results for the energy models with all the energy efficiency strategies are applied, the final energy consumption of the building with the constant air volume system is 191,82 kWh/(m2y) and of the building with the variable air volume system is 90,46 kWh/(m2y). When looked at these results, it is concluded that it is possible to significantly improve the energy performance of the examined library building. Finally, the difficulties encountered in the simulation process and the solutions applied in the face of these difficulties are discussed in detail.