Investigation of Lighting Performance and Improvement of Efficiency in a Designated Area of an Active Educational Building

Year 2024, Volume: 12 Issue: 3, 596 - 607, 30.09.2024

Erşan Ömer Yüzer

https://doi.org/10.29109/gujsc.1542552

Abstract

Due to the inefficient use of daylight in many areas, the demand for artificial light sources, which have a history of approximately 200 years, has increased. This increase has particularly highlighted the need to investigate the energy quality, savings and efficiency of lighting systems in modern times. In this study, the lighting devices used in a selected classroom within the Central Classroom building at Hakkari University's Zeynelbey campus were examined. Photometric measurements were conducted under different seasonal conditions (winter and summer) in this area, including scenarios with natural, artificial and combined lighting. The obtained results were compared and evaluated against current standards. Additionally, the measured classroom was modeled using the DIALux lighting design software and a more efficient and economical lighting model was proposed using lighting devices with different power and characteristics for these areas. Based on the findings of this study, recommendations were made for selecting appropriate lighting systems and determining the usage patterns of lighting devices to improve working conditions and further reduce energy consumption with the existing lighting devices.

Keywords

Lighting, lighting performance, educational building, energy efficiency, photometry

Supporting Institution

Hakkari University

Project Number

FM24BAP1

Thanks

This work was supported by Research Fund of the Hakkari University. Project Number: FM24BAP1. The authors would like to express their gratitude to the Hakkari University Scientific Research Projects Commission for their support.

Faal Bir Eğitim Binasında Belirlenmiş Bir Alanda Aydınlatma Performansının İncelenmesi ve Verimliliğinin İyileştirilmesi

Abstract

Birçok alanda gün ışığının verimli kullanılamaması nedeniyle yaklaşık 200 yıllık bir geçmişe sahip yapay ışık kaynaklarına olan talep artmıştır. Bu artış özellikle günümüzde aydınlatma sistemlerinde enerji kalitesi, tasarrufu ve verimliliğinin incelenmesi durumunu ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada, Hakkâri Üniversitesi Zeynelbey yerleşkesinde yer alan Merkezi derslikler binasında belirlenen sınıf/anfi’de kullanılan aydınlatma aygıtları incelenmiş ve bu alanlardaki farklı mevsimsel koşullarda (kış ve yaz) doğal, yapay ve her ikisinin bulunduğu durumlarda fotometrik ölçümler gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar mevcut standartlar ile karşılaştırılmış ve değerlendirilmiştir. Ayrıca ölçüm yapılan sınıf/anfi, DIALux aydınlatma tasarım programı kullanılarak modellenmiş, bu alanlar için farklı güç ve özelliklerde aydınlatma aygıtları ile daha verimli ve tasarruflu bir aydınlatma modeli önerilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen bulgulara göre mevcut aydınlatma aygıtları kullanılarak çalışma koşullarını arttırmak, enerji sarfiyatını daha da azaltmak için uygun aydınlatma sistemlerinin seçilmesi ve aydınlatma aygıtlarının kullanım şekillerinin belirlenmesine yönelik öneriler sunulmuştur.

Keywords

Aydınlatma, aydınlatma performansı, eğitim binası, enerji verimliliği, fotometri

Supporting Institution

Hakkari Üniversitesi

Project Number

FM24BAP1

Thanks

Bu çalışma Hakkari Üniversitesi Araştırma Fonu tarafından desteklenmiştir. Proje Numarası: FM24BAP1. Yazarlar, Hakkari Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Komisyonu'na destekleri için teşekkürlerini sunmak isterler.

References

• [1] Cabrera, D. F. M., & Zareipour, H. (2013). Data association mining for identifying lighting energy waste patterns in educational institutes. Energy and Buildings, 62, 210-216.
• [2] Tahsildoost, M., & Zomorodian, Z. S. (2015). Energy retrofit techniques: An experimental study of two typical school buildings in Tehran. Energy and Buildings, 104, 65-72.
• [3] Beu, D., Ciugudeanu, C., & Buzdugan, M. (2018). Circular economy aspects regarding LED lighting retrofit—From case studies to vision. Sustainability, 10(10), 3674.
• [4] Doulos, L. T., Kontadakis, A., Madias, E. N., Sinou, M., & Tsangrassoulis, A. (2019). Minimizing energy consumption for artificial lighting in a typical classroom of a Hellenic public school aiming for near Zero Energy Building using LED DC luminaires and daylight harvesting systems. Energy and Buildings, 194, 201-217.
• [5] Montiel-Santiago, F. J., Hermoso-Orzáez, M. J., & Terrados-Cepeda, J. (2020). Sustainability and energy efficiency: BIM 6D. Study of the BIM methodology applied to hospital buildings. Value of interior lighting and daylight in energy simulation. Sustainability, 12(14), 5731.
• [6] Faruk, Uyan., & Yener, A. K. (2022). Aydınlatma Sistemlerinin Yenilenme Gereksinimleri. İstanbul Ticaret Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 22(43), 124-138.
• [7] Çelik, K., & Ünver, R. Eğitim Yapılarında Aydınlatma Düzenlerinin İyileştirilmesine Yönelik Bir Öneri.
• [8] Canol, B., Demirci, A., & Ramazan, A. Y. A. Z. (2023). Ofislerde LED Tüp Retrofit Uygulamalarının Tekno-Ekonomik Analizi. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 35(2), 837-846.
• [9] Yılmaz, S., & Sungur, C. (2020). Kamu binalarında mevcut aydınlatma elemanlarının LED aydınlatma elemanlarına dönüştürülmesi ile elde edilecek elektrik enerjisi tasarrufunun belirlenmesi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 214-218.
• [10] Aydoğdu, E. (2019). Mevcut Ticari Binaların Aydınlatma Sistemlerinde Enerji verimliliği Analizi İçin Örnek Bir Çalışma (Doctoral dissertation, Enerji Enstitüsü).
• [11] Usal, T. (2021). LED armatür ile aydınlatma tasarımının insanlar üzerindeki fizyolojik ve psikolojik etkilerinin incelenmesi (Master's thesis, Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü).
• [12] Büşra, Onak., & Yıldıran, N. (2020). Eğitim Yapılarında Aydınlatma Türü ve Kullanımı Önerileri: Kocaeli Üniversitesi Mimarlık Fakültesi Binası. Mimarlık ve Yaşam, 5(2), 361-380.
• [13] Demir, H., Çıracı, G., Reyhan, K., & Ünver, Ü. (2020). Aydınlatmada Enerji Verimliliği: Yalova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Durum Değerlendirmesi. Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 25(3), 1637-1652.
• [14] Kırbaş, İ. (2019). Binalarda enerji verimliliği uygulamaları: MAKU Mühendislik Mimarlık Fakültesi örneği. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(2), 141-149.
• [15] Bayram, İ., Kale, Ö. A., & Baradan, S. (2020). Eğitim Binalarının Aydınlatma Performansı Açısından Değerlendirilmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 11(2), 783-798.
• [16] Korkmaz, G. G., & Samancı, A. (2022). Konya Teknik Üniversitesi Mühendislik Ve Doğa Bilimleri Fakültesine Ait Binalar İçin Enerji Verimliliğini Artırmaya Yönelik Örnek Bir Çalışma. Konya Journal of Engineering Sciences, 10(2), 442-456.
• [17] Ateş, A. M., Kestane, Ö., & Ulgen, K. (2021). Üniversite binalarının enerji performans değerlendirmesi: MCBÜ Köprübaşı Meslek Yüksekokulu örneği. Mühendis ve Makina, 62(704), 534-555.
• [18] Selimli, S., Bakar, G., & Aydemir, E. (2020). Derslik Aydınlatma Performansının ve Led Armatür Uygulaması Enerji Tasarrufu Potansiyelinin Belirlenmesi Ön Çalışması. Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 32(1), 69-73.
• [19] Bayrakdar, G., (2016). İşyerlerinde Aydınlatma Koşullarının İş Sağlığı ve Güvenliği Yönünden Değerlendirilmesi. T.C. Çalışma ve Sosyal Güvenlik Bakanlığı İş Sağlığı ve Güvenliği Genel Müdürlüğü. İş Sağlığı ve Güvenliği Uzmanlık Tezi.
• [20] Dursun, S. (2021). Aydınlatma Elemanlarının Elektrik Sistemine Etkilerinin Karşılaştrmalı Analizi (Master's thesis, Marmara Universitesi (Turkey).
• [21] Budak, İ. H. (2019). Sürücülü aydınlatma elemanlarının anahtarlama elemanları üzerindeki etkisinin tekno-ekonomik analizi (Master's thesis, Marmara Universitesi (Turkey).
• [22] Çoban, K. O. (2010). Aydınlatma elemanlarının verimliliği ve enerji kalitesi üzerine etkisinin incelenmesi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
• [23] Demirtaş, M., & Çelik, K. (2017). Sokak Aydınlatması İçin Akıllı Led Aydınlatma Sistemi Tasarımı Ve Verimlilik Analizi.
• [24] Yılmaz, E., Şahin, İ., & Kocadağ, N. Y. (2019). LED Işık Kaynaklı, Enerji Tasarruflu ve Yüksek Verimli Ofis Aydınlatma Armatürü Tasarımı. Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 5(2), 138-150.
• [25] Eliiyi Türsel, D., & Çaylan, T. (2008). Güneş enerjisi ve led ile etkin enerji kullanımı: Yol aydınlatmalarına yönelik bir uygulama. Endüstri Mühendisliği.
• [26] Demirtaş, M., & Çelik, K. (2017). PV Beslemeli LED Sokak Armatürünün Çoklu Modlu Çalışmasının Panel Gücü ve Akü Ömrü Üzerine Etkisi. Gazi University Journal of Science Part C: Design and Technology, 5(2), 257-270.
• [27] Tähkämö, L., Räsänen, R. S., & Halonen, L. (2016). Life cycle cost comparison of high-pressure sodium and light-emitting diode luminaires in street lighting. The International Journal of Life Cycle Assessment, 21, 137-145.
• [28] Winterbottom M, Wilkins A. Lighting and discomfort in the classroom. J Environ Psychol 2009; 29: 63-75.
• [29] TS EN 12464-1:2021-09 – Işık ve aydınlatma – Çalışma yerlerinin aydınlatılması – Bölüm 1: Kapalı çalışma alanları. Türk Standartları Enstitüsü, Eylül 2021.