Soğuk ve Sıcak İklimlerde Kapalı Yüzme Havuzlarında Kullanılan Passivhaus Konseptinin Kullanımına Yönelik Karşılaştırılması

Öz

Pasif evler binanın enerji verimliliği sağlayabilmesi için iç mekan konfor koşullarını göz önünde bulundurarak, binanın ısıl özellikleri, yalıtımını, ısıtma/soğutma, aydınlatma/sıcak su sistemlerini, doğal havalandırma, binanın konumu ve yönelimi ile dış mekan iklim özelliklerini, pasif güneş sistemleriyle güneşten korunma elemanlarını kapsaması gerekmektedir. Pasif ev konsepti ilk çıktığında amaç soğuk iklime sahip ülkelerde ısıtma yükünü hafifleterek var olan ısıyı daha verimli kullanabilmek amaçlanmış ve buna engel olan tüm elemanlar soğuk iklime uygun olacak şekilde tasarlanmıştır. Pasif evlerin kullanımları günümüzde de en çok konut yapılarında kullanılmıştır ve küçük ölçekli ofis, konut vb. yapılarda kullanımı yaygındır. Büyük ölçekli yapılarda pasif evlerin havalandırma, aydınlatma, ısıtma ve soğutma gibi ihtiyaçları mekan genişledikçe performansta düşüşe neden olduğu görülmektedir. Sıcak iklimlerde ise ısıtma yükünün az olmasıyla soğutma yükünün fazla olması güneşe göre yapının tasarlanması gerektiği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmada da Almanya’da soğuk iklime sahip Münih kapalı havuz yapısı ile Türkiye’de Antalya kapalı havuz yapısı karşılaştırması yapılmıştır. Yapıların birbirleri ile enerji performansları Openstudio ve ClimatePlus simülatör programları ile ölçümlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre sıcak iklimlerde pasif evlerin kullanımının soğuk ülkelerde kullanımlar kadar verimli ve kar sağlayan sistem olduğunu göstermektedir. Yapılarda ısı köprüsü oluşumlarının engellenmesi ve malzeme kalınlıklarının öneminin tahmini etkilediği maliyet ölçümü ile hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçların Türkiye’de uygulanması sonucu 3,5 yıla denk gelen kara sebep olacağını göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• pasif ev
• Enerji Etkin Bina
• Termal Konfor
• Bina Kabuğu
• Isı Köprüsü

Comparison of Passivhaus Concept Buildings Used for Indoor Swimming Pools in Cold and Hot Climates

Öz

A Passivhaus is a building that provides the user's comfort in the space, and these buildings need to consider indoor comfort conditions to offer energy efficiency. When the Passivhaus concept was first introduced, the goal was to reduce the heating load in cold climate countries and use the existing heat more efficiently, and all the factors that prevent it were designed to be cold temperature-appropriate. Today, Passivhaus concept buildings are primarily used in residential buildings and are widely used in small-scale offices, residences, and other facilities. In large-scale Passivhaus installations, ventilation, lighting, heating, and cooling requirements expand, increasing energy consumption. The buildings should be oriented with the sun in hot climates due to the low heating load and the high cooling load. This study compares the indoor swimming pool building between Munich, a cold climate in Germany, and Antalya, a hot environment in Turkey. In this regard, OpenStudio and ClimatePlus simulation programs are used to conduct research. The results obtained show that the use of Passivhaus in hot climates is as efficient and profitable as the use in cold temperatures. It is concluded that preventing the formation of thermal bridges in buildings, the thickness of the insulation materials, the importance of heat permeability, and conductivity coefficients also affect the annual cost.

Anahtar Kelimeler

• Enerji Etkin Bina
• Termal Konfor
• Bina Kabuğu
• Isı Köprüsü

Kaynakça

1. Antalya HDD and CDD değerleri, MGM Meteoroloji Genel Müdürlüğü (2020)
2. https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/gun-derece.aspx?g=merkez&m=07-00&y=2020&a=12
3. Badescu, V. and Sicre, B. (2003). "Renewable energy for passive house heating: II. Model", Energy and Buildings, 35(11), 1085-1096, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2003.09.004.
4. Borong, L., Gang, T., Peng, W., Ling, S., Yingxin, Z. and Guangkui, Z. (2004). "Study on the thermal performance of the Chinese traditional vernacular dwellings in Summer," Energy Build., 36, s. 73–79, https://doi.org/10.1016/S0378-7788(03)00090-2.
5. ClimaPlus Simulation. (2020). http://climaplusbeta.com Climate Data. (2021). Munich Climate.
6. https://en.climate-data.org/europe/germany/free-state-of-bavaria/munich-6426/
7. Climate Data. (2021). Antalya Climate. https://tr.climate-data.org/asya/tuerkiye/antalya/antalya-4548/ Demirel, B. (2013). Pasif Ev Uygulamasının Türkiye İçin Değerlendirilmesine Yönelik Bir Çalışma.
8. Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul. EnergyPlus Simulation. (2020). https://energyplus.net

9. ETKB Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı. (2016). Türkiye Ulusal Enerji Verimliliği Eylem Planı. https://rise.esmap.org/data/files/library/turkey/EE%20Pillar/EE1.1.pdf
10. Georges, L., Berner, M. and Mathisen, H. M. (2014). "Air heating of passive houses in cold climates: Investigation using detailed dynamic simulations," Building and Environment, 74, s. 1-12, ISSN 0360-1323, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2013.12.020.
11. IEA World Energy Outlook. (2019). https://www.iea.org/reports/world-energy-outlook-2019
12. İnan, T. and Başaran, T. (2014). “Çift Cidarlı Cepheler Üzerine Bir Araştırma”. Megaron, 9(2), s. 132-142. https://doi.org/10.5505/MEGARON.2014.91885
13. Kim, D. (2006). "The natural environment control system of Korean traditional architecture: comparison with Korean contemporary architecture," Build. Environ., 41, s. 1905–1912, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2005.07.007.
14. Kurt, M. (2012). Türkiye ve Almanya Binalarda Enerji Performansı Yönetmeliklerinin Referans Bina Ve Sınır Koşulları Açısından Karşılaştırılması. Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi. İstanbul Teknik Üniversitesi. Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
15. Li, Y., Nord, N., Huang, G., and Li, X. (2021). Swimming pool heating technology: A state of the art review. Building simulation. 14(3), 421-440. https://doi.org/10.1007/s12273-020-0669-3
16. Manu, S., Brager, G., Rawal, R., Geronazzo, A. and Kumar, D. (2019). "Performance evaluation of climate responsive buildings in India - Case studies from cooling dominated climate zones," Building and Environment, 148, s.136-156, ISSN 0360-1323, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.10.063.
17. Novo Design. (2020). “Airtight Construction Explained” https://www.novo-design.co.uk/blog/airtight-construction-explained
18. Obrecht, T. P., Premrov, M. and Leskovar, V. Z. (2019). "Influence of the orientation on the optimal glazing size for passive houses in different European climates (for non-cardinal directions)," Solar Energy, 189, 15-25, ISSN 0038-092X, https://doi.org/10.1016/j.solener.2019.07.037.
19. Ooka, R. (2002). "Field study on sustainable indoor climate design of a Japanese traditional folk house in cold climate area," Build. Environ. 37, s. 319–329, https://doi. org/10.1016/S0360-1323(00)00085-8 OpenStudio Simulation. (2020). https://openstudio.net
20. Öztürk A. (2015). Yeşil Bina Sertifikasyon Sistemlerinin Analizi, Yayımlanmamış Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
21. Passipadia, The Passive House Resource. (2020). Superior thermal protection is affordable. https://passipedia.org/basics/affordability/investing_in_energy_efficiency/superior_thermal_protection_is_affordable Passivhause Institut (PHI) Database (2020). Türkiye’de sertifikalandırılan ofis binaları. https://passivehouse- database.org/index.php#s_6b23714594b744055fac8772bd1e098b
22. Passivhaus Institut, Passivhaus-Hallenbad Bambados Monitoring (2011). https://passiv.de/downloads/05_hallenbad_bambados_monitoring_endbericht.pdf
23. PBL Hollanda Çevresel Değerlendirme Ajansı. (2020). Mondiale emissie koolstofdioxide door gebruik fossiele brandstoffen en cementproductie per regio 1990 - 2015, www.pbl.nl. PHI Passivhaus Institut (2020). https://passivehouse.com
24. Pisello, L. and Cotana, F. (2014). "The thermal effect of an innovative cool roof on residential buildings in Italy: results from two years of continuous monitoring," Energy Build. 69, s.154–164, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2013.10.031.
25. Sıfır Enerji ve Pasif Ev Derneği (SEPEV). (2020). https://sepev.org/projeler-uygulamalar/pasif-ev-projemiz- tamamlandi/
26. Schnieders, J., Feist, W. and Rongen, L. (2015). "Passive Houses for different climate zones," Energy and Buildings, 105, s. 71-87, ISSN 0378-7788, https://doi.org/10.1016/j.enbuild.2015.07.032.
27. Şahin Ergün, S. (2019) Alışveriş merkezlerinin LEED BD+C çekirdek ve kabuk sertifika sistemi üzerinden incelenmesi, Yayımlanmamış Yüksek lisans tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
28. Şerefhanoğlu Sözen, M. and Gedik, G.Z. (2007). "Evaluation of traditional architecture in terms of building physics: old Diyarbakír houses," Build. Environ. 42, s. 1810–1816, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2006.01.019
29. Sobhi, M., Fayad, M. A., Al Jubori, A. M., and Badawy, T. (2022). Impact of spectators attendance on thermal ambience and water evaporation rate in an expansive competitive indoor swimming pool. Case Studies in Thermal Engineering, 38, 102359.
30. Walikewitz, N., Jänicke, B., Langner, M., Meier, F. and Endlicher, W. (2015). "The difference between the mean radiant temperature and the air temperature within indoor environments: A case study during summer conditions," Building and Environment, 84, 2015, s.151-161, ISSN 0360-1323, https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2014.11.004.
31. Wang, Y., Du, J., Kuckelkorn, J. M., Kirschbaum, A., Gu, X. and Li, D. (2019). "Identifying the feasibility of establishing a passive house school in central Europe: An energy performance and carbon emissions monitoring study in Germany," Renewable and Sustainable Energy Reviews, 113, s. 109-256, ISSN 1364-0321, https://doi.org/10.1016/j.rser.2019.109256.
32. Wikipedia, Köppen İklim Sınıflandırması. (2020). https://tr.wikipedia.org/wiki/K%C3%B6ppen_iklim_s%C4%B1n%C4%B1fland%C4%B1rmas%C4%B1