Konut binalarında ısıtma sistemlerinin tasarım parametrelerine bağlı olarak ısıtma yüklerine etkisi

Artan nüfus ve alınan iç göçler sebebiyle insanoğlunun en temel ihtiyacı olan barınmayı karşılayacak bina ve konut sayısı da hızla artış göstermiştir ve göstermeye de devam etmektedir. Türkiye'de nihai enerji tüketim oranları sektörlere göre incelediğinde sanayinin %37'lik pay ile birinci sırada olduğu görülmektedir. Binalar ise sanayi sektörünü %35'lik bir pay ile ikinci sıradan takip etmektedirler. Binaların enerji tüketim miktarları incelendiğinde ise bu oranlara paralel tüketim verileri elde edilmekte ve yıllar içerisinde tüketimin daimi artış içerisinde olduğu görülmektedir. Türkiye'de tüketilen toplam enerjinin üçte birinden fazlası, termal konforu sağlamak adına ısıtma ve soğutma ihtiyacını karşılamaya yönelik yapılan harcamalardır. 2008 yılı Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı verilerine göre binalar sektöründe yakıt olarak kullanımı en çok olan doğal gaz tüketimi %26 ile en yüksek paya sahiptir. Binalar, diğer tüm sektörlere kıyasla en uzun ömürlü ve yüksek miktarda enerji tüketen sektör olmaları sebebiyle enerji perfomansları ile bağlantılı yapılacak çeşitli düzenlemeler sonucu %30- 50 oranında enerji tasarrufu sağlanabilmektedir. İklimsel konforun sağlanması amaçlanarak kurulan doğalgaz yakıtlı sistemler yalnızca enerji tüketimine sebep olmakla kalmayıp CO2 salımına da yol açmaktadırlar. Bu tez çalışmasında artan nüfus sonucu sayısı çoğalan konut binalarında enerji tüketimi üzerinde en yüksek paya sahip olan ısıtma sistemleri incelenmiştir. Çalışma kapsamında örnek bir bina üzerinde 180 farklı simülasyon yürütülmüş; bina ısıtma sistemlerinin bina formu, dış cephe malzemesi, pencere camı ve güney cephede saydamlık oranları gibi tasarım parametrelerine bağlı olarak ısıtma yüklerine etkisi araştırılmıştır. Isıtma sistemleri olarak radyatörle ısıtma ve zeminden ısıtma sistemleri ele alınmıştır. Tasarım parametrelerinin değerlendirilmesinde; bina formaları olarak 3 farklı biçim faktörü ele alınmıştır. Bina formlarını tanımlayan biçim faktörleri olarak 1:1, 1:2 ve 2:1 olmak üzere 3 alternatif ile, dış cephe malzemesi gazbeton ve taş olmak üzere 2 alternatif ile, pencere camı argon gazı dolgulu çift cam, argon gazı dolgulu low E özellikli çift cam ve argon gazı dolgulu üçlü cam olmak üzere 3 alternatif ile, güney cephede saydamlık oranları ise %30, %40, %50, %60 ve %70 olmak üzere 5 farklı alternatifle ele alınmıştır. Araştırmalar sonucunda zeminden ısıtma sistemlerinin ısıtma yükünün radyatörle ısıtma sistemlerinin ısıtma yükünden daha az olduğu, bina formlarında ısıtma yükünün 1:1 formdan 1:2 forma geçişte arttığı ve 1:1 formdan 2:1 forma geçişte azaldığı tespit edilmiştir. Dış cephe malzemesi olarak gazbeton kullanımının taş malzeme kullanımına kıyasla ısıtma yükünü azalttığı sonucuna varılmıştır. Pencere camları karşılaştırıldığında ısıtma yükünü en çok azaltan cam tipi argon gazı dolgulu üçlü cam olmuştur. Argon gazı dolgulu üçlü camı, Low E özellikli argon gazı dolgulu çift cam ve yalnızca argon gazı dolgulu çift cam takip etmiştir. Güney cephede saydamlık oranları incelendiğinde ise saydamlık oranı %30'dan %70'e doğru arttıkça ısıtma yükü düşmüştür. Çalışma sonucunda söz konusu tasarım parametrelerinin her biri ısıtma sistemleriyle bir arada değerlendirilmiş binanın ısıtma yükünü minimum değere yaklaştırmak ve CO2 salım miktarını azaltmak hedeflenmiştir. 180 farklı simülasyondan alınan çıktılar doğrultusunda ısıtma yükünün en yüksek olduğu bina tipinin 4594, 42 kWh değeri ile; radyatörlü ısıtma sistemiyle ısıtılan, güney cephesinde %30 saydamlık oranına sahip, argon gazı dolgulu çift cam pencereli ve dış cephesinde taş malzeme bulunan 1:2 formlu bina olduğu görülmektedir. Yine tüm simülasyon çıktıları doğrultusunda ısıtma yükünün en düşük olduğu bina tipinin 2016, 44 kWh değeri ile; zeminden ısıtma sistemiyle ısıtılan, güney cephesinde %70 saydamlık oranına sahip, argon gazı dolgulu üçlü cam pencereli ve dış cephesinde gazbeton malzeme bulunan 2:1 formlu bina olduğu görülmektedir. Bu bilgiler ışığında; bir binanın ısıtma sisteminde, güney cephedeki saydamlık oranında, dış cephe malzeme seçiminde, pencere camı özelliklerinde ve bina formunda yapılacak değişikliklerle binanın ısıtma yükü %56, 11 düşürülerek yılda 2577, 98 kWh azaltılabilmekte, CO2 salımı da yıllık 387, 58 kg düşürülebilmektedir.