Net-Sıfır Enerji Binaları

Küresel ısınma ve iklim değişikliği son birkaç on yıl içinde artan bir konudur. Konut ve ticari binaların en büyük enerji tüketicileri olması nedeniyle, kaynaklar son on yıllarda çok daha hızlı bir şekilde tüketilmektedir. Son istatistikler, insanların %14’ünün çevreyi korumak için aktif bir katılımcı olduğunu ve %48’lik bir sempatik ile aktif olduğunu gösteriyor. Bu bölümde, ticari ve konut sektöründeki tasarımcıların binalarını net sıfır enerji binaları olarak tasarlamalarına yardımcı olabilecek net sıfır enerji binaları tasarım araçları ve uygulamaları sunulmaktadır. Net-sıfır enerji binaları (NZEB) elde etmek için farklı tasarımları göstermek amacıyla faydalar ve zorluklar içeren vaka çalışmaları sunulacaktır.

1. Giriş

Küresel ısınma ve iklim değişikliği son birkaç on yıl içinde artan bir konudur. Ticari ve konut binaları da dahil olmak üzere binalar enerji tüketimine büyük katkıda bulunmaktadır. Binalarda enerji tüketimi, artan insan konfor ihtiyaçları ve hizmetleri nedeniyle yıllık bazda önemli ölçüde artmaktadır. Hava koşullarına ek olarak, duvar yapısı, pencere / duvar oranı ve bina oryantasyonu gibi binaların soğutulması için kullanılan enerji tüketimini çeşitli faktörler etkiler. Binalar tarafından tüketilen enerjinin, küresel enerji tüketiminin nispeten büyük bir bölümünü oluşturduğu bildirilmiştir.

Bina inşaatı ve işletme ve bakım şekli, dünya kaynaklarının toplam enerji ve su kullanımı üzerinde önemli bir etkiye sahiptir. Binalar, ABD enerji kullanımının %40’ından fazlasına katkıda bulunan birincil enerji tüketicileridir.

net-sıfır enerji binaları

Bullitt Center / Seattle

ABD Enerji Bakanlığı’na (DoE) göre, ısıtma, havalandırma ve klima (HVAC) sistemleri herhangi bir tesis veya binanın toplam enerji faturasının yaklaşık %17-20’sini tüketmektedir. HVAC sistemleri için dünya ekipman talebi, dünya çapında 2004 yılında yaklaşık 50 milyar ABD dolarından 2014 yılında 90 milyar ABD dolarına ve ABD için aynı dönemde yaklaşık 11 milyardan 19 milyar ABD dolarına yükselmiştir.

Bina zarflarının termal özellikleri, enerji tüketiminin azaltılmasıyla ilişkisi nedeniyle tasarımcılar ve sahipleri için artan bir önem kazanmıştır. Binalardaki yanlış ısı yalıtımı, hava bağıl nemi %80’den yüksek olduğunda ve dış duvarların konvektif ve radyant ısı transfer katsayıları küçük olduğunda daha yüksek yüzey yoğunlaşması şansına yol açabilir.

Bu bölümün amacı net-sıfır enerji binaları için faydaları ve tasarım kılavuzlarını tartışmaktır. Net-sıfır enerji binaları enerji kullanma biçimini dönüştürme konusunda muazzam bir potansiyele sahiptir. Düzenleyici yetkilere yanıt olarak, federal hükümet kurumları ve diğer birçok eyalet ve yerel hükümet NZEB’lerin hedeflerine doğru ilerlemeye başlıyor.

Amerika Birleşik Devletleri’ndeki birçok eyalet, binaların enerji tüketimini azaltmak için birçok kural ve yönetmelik düzenlemektedir. Örneğin, ABD nüfusunun %20’sinden fazlasını barındıran New York ve California, karbon emisyonlarının% 10’undan daha azını üretmektedir. Bu iki devlet, diğer stratejilere ek olarak sıfır enerji tüketen binaların çoğalmasıyla enerji kullanımının azaltılmasına öncülük etmektedir

2. Bina performans metrikleri

ABD Enerji Bakanlığı’na (DoE) göre sıfır enerjili bir bina, kendi yıllık enerji tüketimi gereksinimlerini karşılamak için yeterli yenilenebilir enerji üreten bina olarak tanımlanmıştır. Avrupa Birliği Madde 2’ye göre, neredeyse sıfır enerjili bir bina, sahada üretilen kaynaklar da dahil olmak üzere yenilenebilir kaynaklardan büyük ölçüde karşılanması gereken bina tarafından düşük enerji gerektiren çok yüksek enerji performansına sahip bir binadır.

Net-sıfır saha enerji binası, net-sıfır kaynak enerji binaları, net-sıfır enerji maliyet binası ve net-sıfır enerji emisyon binası gibi binaların performansını tanımlayan çeşitli metrikler vardır.

Net-sıfır saha enerji binası, sahada ölçüldüğünde tükettiği kadar enerji üreten bina olarak tanımlanır. Net-sıfır kaynaklı enerji binası, kaynaktaki enerji içeriğine kıyasla yıllık bazda kullandığı miktarda enerji üreten binadır. Diğer yandan, net sıfır enerji maliyeti binası, iş modelinin bir parçası olarak enerji verimliliği ve yenilenebilir enerji stratejilerini kullanan binadır. Son olarak, net-sıfır enerji emisyonlu binalar, binanın enerji ihtiyaçları tarafından üretilen emisyonlara bakan bina tasarımıdır.

BİYOKLİMATİK
TASARIM

YALITIMLI & HAVA GEÇİRMEZ
BİNA KAPLAMASI

DOĞAL GÜN IŞIĞI &
VERİMLİ AYDINLATMA

VERİMLİ
HVAC SİSTEMLERİ

DÜŞÜK ENERJİ
IT & CİHAZLAR

YENİLENEBİLİR
ENERJİLER

3. Neden net-sıfır enerji binaları?

Son on yılda, enerji maliyetleri artıyor, yakıtlar tükeniyor ve küresel ısınma sorunları yaşanıyor. Örneğin, Birleşik Krallık sadece 2 yıllık gaz rezervine sahiptir ve bu rezerv kullanıma hazırdır ve şu anda Katar ve ABD gibi diğer ülkelerden satın almaktadır. Buna ek olarak, daha iyi enerji tüketim planının bir sonucu olarak emisyonlar azalırsa azaltılabilecek sağlık, refah ve kirlilik gibi başka birçok sorun daha vardır.

Enerji santralleri, giriş enerjisinin sadece %30-35’ini elektriğe dönüştürür. Geri kalanı atık ısı olarak reddedilir. Yalnızca Birleşik Krallık, uygun şekilde kullanıldığında Britanya’yı ısıtabilecek ısı santrallerinden gelen ısı reddi ile her yıl 20 milyar £ harcar.

Dünya’nın fosil yakıt kaynağı son 200 yılda çok hızlı bir şekilde kayboluyor ve iklim değişikliğine yüksek zarar oranları veriyor. Yeni fosil yakıt rezervlerinin bulunması zorlaşıyor. Keşfedilenler, geçmişte bulunanlardan önemli ölçüde daha küçüktür. Petrol rezervinin 2050-2060 yılları arasında ortadan kaybolması ve bunun da gaz için kaybolması bekleniyor. Kömür daha uzun sürecek ve 2100 yılına kadar sürmesi bekleniyor.

Artan emisyonların ve artan enerji tüketimi oranının diğer yönleri, küresel ısınma ve buz eritme ve buzulların önemli oranda artmasıdır. Bu yönlerden göze çarpan bir kırmızı bayrak, 1880’den bu yana en sıcak on yılın dokuzunun son on yıldır olmasıdır. Küresel ısınma endişesi için Miami, 3 °C’lik bir sıcaklık artışı gördü.

Daha sürdürülebilir olacak şekilde tasarlanan bir binanın çevre üzerindeki insan etkisini azaltma potansiyeli vardır. Bu etki aşağıda gösterilmiştir.

ÇEVRESEL DEĞİŞİM

İklim Değişikliği

  • Yenilenebilir kaynakların kullanımı
  • Enerji verimliliği
  • Doğal teknikler
  • CO2 , NOx gibi kirliliği

Atık ve Kaynak Kullanımı

  • Su israfı
  • Malzeme atıkları

Arazi Kullanımı ve Ekoloji

  • Arazi kullanımı

  • Ekolojik değer

  • Sürdürülebilir kerestecilik

SOSYAL GÖRÜNÜM

Sağlık

  • Doğal malzemeler

  • Toksisite

  • Ses yalıtımı

Konfor

  • Doğal gün ışığı
  • Gökyüzü görünümü
  • Harici özel alan

EKONOMİK GELİŞME

Maliyet Verimliliği

  • İşletme maliyetleri
  • Faturalar
  • Gayrimenkul değeri

Zaman Verimliliği

  • Planlama izni

  • Mevzuata uygunluk

  • Yatırımcılar

4. Sürdürülebilir kalkınma

Sürdürülebilir kalkınma, gelecek nesillerin kendi ihtiyaçlarını karşılama yeteneğinden ödün vermeden mevcut ihtiyaçları karşılayan gelişmedir.

Sürdürülebilir kalkınma için üç sütun vardır:

  • Çevresel koruma
  • Sosyal endişeler

  • Ekonomik gelişme

Çevrenin korunması yönü iklim değişikliği sorunları, kaynakların tükenmesi, arazi kullanımı ve ekoloji ve atıkların kaygıları ve şehirlerin etkileri ile ilgilidir. İnsanın sosyal kaygıları ve sorunları adalet, kuşak içi eşitlik, kuşaklararası eşitlik, sağlık ve esenlik sorunları ile ilgilidir. Diğer taraftan, ekonomik kalkınma gelişmiş ve gelişmekte olan ilçeler, istihdam, modernizasyon ve teknolojik değişimlerle ilgilidir.

Sürdürülebilir tasarımlara yönelik güncel sorunları çözmek için, tasarımcılar üç sütunun her birinde listelenen öğelerin çoğunu karşılamalıdır.

5. Sürdürülebilir kalkınma ve net sıfır bina tasarımlarına yönelmek: Ne gerekiyor?

Bilgi ve katılımı yaymak, sonuçta enerji tüketimini, kirliliği ve emisyonu ve küresel ısınma gibi diğer konuları azaltmaya yardımcı olan en önemli faktörlerdir. Süreç, katılım ve bilginin yayılmasıyla başlar, ancak kapalı bir döngü olmalıdır ve bu nedenle performans hakkında geri bildirime ihtiyaç duyar. Düşük ve sıfır karbon enerjisi ve son olarak yatırım sağlayan arzlar olmalıdır. Büyük sanayi ülkelerinden herhangi bir taahhüt alınmazsa ilerleme sağlanamazdı.

Çevresel organizasyonlar, araştırma merkezleri, üniversiteler ve okullar gibi net sıfır pazarlama ve uygulamaya başlayan birçok kurum ve maliyetlerden ve enerjiden tasarruf etmeyi amaçlayan bazı mühendislik çözümleri vardır. Amerika Birleşik Devletleri’nde, Kaliforniya ve New York, net sıfır tasarımlarına öncülük ediyor. ABD’deki toplam nüfusun %20’sinden fazlasını işgal etseler de, toplam kirlilik emisyonlarının %10’undan daha azına katkıda bulunuyorlar.

Çıktıları ölçmek ve tüketilen net enerjiyi dengelemek için neye ihtiyaç duyduğunu kontrol etmek için gerekli olan kaynakları ve girdileri tanımlamak önemli olduğundan, net sıfır enerji binası elde etmek için tasarımda ilk adım aşağıdaki tasarımlardır. Bir sonraki adım, aşağıdakileri optimize etmek için çeşitli enerji modelleme tekniklerini ve araçlarını kullanarak enerji tüketimini simüle etmektir:

  • Bina uyumlandırma

  • Cam alanı, pozlama ve gölgeleme
  • Isı adası azaltımı
  • Aydınlatma sistemleri ve kapasiteleri

  • Sıcaklıklar, nem ve bağıl nem seviyeleri
  • Çevre düzenleme
  • Doğal kaynaklar

  • Genel sistem verimliliği

Termal köprülemeyi önleyen ve R- ‘yi artıran tüm olası dış duvar konstrüksiyonu dikkate alındığında, güneş bacaları ve güneye bakan cam ve / veya izole kazanç veya güneş alanı yoluyla doğrudan ısı kazanımı gibi pasif ısıtma veya soğutma stratejileri kullanılarak tüm faktörler birlikte düşünülmelidir. Verimli aydınlatma sistemi, gün ışığı ve doluluk sensörlerini kullanarak ve son olarak ticari binalar için enerji tasarruflu ofis ekipmanları, konutlar ve binalar için enerji tasarruflu araçlar kullanılmalıdır.

net zero energy buildings net-sıfır enerji binaları

İyi bir net-sıfır enerji bina tasarımı elde etmek için üç ilke vardır::

Bina cephe ölçüleri

Sadece bina HVAC yüklerini en aza indirecek şekilde yönlendirilmemeli, doğrudan güneş ışınlarını azaltmak için gölgeler ve çıkıntılar kullanılmalıdır. Çatı çıkıntıları, gölgeler, tente ve bitki örtüsü gibi birden fazla seçenek mevcuttur. Pencerelerden ısı kazanımını azaltmak için tasarımcı, doğu / batı cephesinde sırlama yapmaktan kaçınmalıdır. Isı kazanımlarını azaltmak için diğer önlemler, opak yüzeylerde yalıtımı artırmak, düşük güneş ısı kazanım katsayısı değerlerine sahip cam kullanmak, çift cidarlı cephe kullanmak ve bina zarfını konum koşullarına uyacak şekilde hassaslaştırmaktır.

Enerji verimliliği önlemleri

İlk en önemli faktör bina için doğru büyüklükteki sistemleri seçmektir. Bu, tasarımdaki ASHRAE Standard 90.1 güvenlik faktörlerini takip ederek, makul temel durumlara faktörler uygulayarak ve tasarımı modellemek ve optimize edilmiş gereksinimleri tahmin etmek için simülasyon kullanarak başarılabilir. Simülasyonda, değişken hacimli sistemler, değişken hızlı sürücüler, değişken kapasiteli kazanlar, değişken kapasiteli chiller sistemleri ve değişken kapasiteli pompalama sistemleri kullanıldığında faydalı olabilecek kısmi yük performansı dikkate alınmalıdır. Buna ek olarak, tasarımcı LED ışıklar, yüksek performanslı balastlar, çift devreli görev aydınlatması, doluluk sensörleri ve gün ışığı karartma sensörleri gibi yüksek verimli aydınlatma ve kontrol sistemleri kullanmayı düşünmelidir.

Tasarımcı, yoğun talep sırasında enerji tüketimini optimize edecek elektrik yüklerini kaydırmalıdır. HVAC yüklerini optimize etmek için bazı öneriler (1) ısı geri kazanım soğutma grupları kullanarak, (2) yerden hava dağıtım sistemleri kullanarak, (3) yüksek verimli soğutma grupları kullanarak, (4) pasif soğutma kullanarak, (5) faz depolama kullanarak kombine ısıtma ve güç (CHP) kullanarak malzemeleri (PCM’ler), (6) ve doğal havalandırma kullanarak (7) değiştirin.

İnşaat aşamasının sonunda, işletmeye alma, binanın tasarlanan tasarım olarak performans göstermesini ve hedeflerine ulaşmasını sağlamak için çok önemli bir adımdır. Devreye alma aşaması, binanın enerji ile ilgili sistemlerinin kurulduğunu ve kalibre edildiğini ve sahibinin proje gereksinimlerine, tasarım esasına ve inşaat belgelerine göre çalıştığını doğrular. Devreye alma aşaması en azından HVAC sistemlerini ve kontrollerini, aydınlatma ve gün ışığı kontrollerini, kullanım sıcak suyu sistemini ve rüzgar ve güneş gibi yenilenebilir sistemleri kapsamalıdır. Bina işletmeye alma enerji kullanımını azaltabilir, işletme maliyetlerini düşürebilir, yüklenici geri çağrılarını azaltabilir ve yolcu üretkenliğini artırabilir. Devreye alma sürecinin başarılı bir şekilde uygulanması, enerji verimliliğinde% 5-10 iyileşme sağlayabilir.

Yenilenebilir enerji önlemleri

Yeşile git! Enerji kaynaklarının en üst düzeye çıkarılması, ilk iki önlemle, daha az enerji kullanımını teşvik eden bina zarfı ve verimli yardımcı programlar ve ekipman önlemleriyle yapılır. Yenilenebilir enerji önlemleri bu iki önlemden daha pahalıdır ve bunun için tasarımcılar ilk iki önlemle başlamalı ve bu adımda ihtiyaç duyulan enerji ihtiyacını azaltacak tasarımlarını optimize etmelidir.

Elektrik üretmek, enerji depolamak ve su, rüzgar, biyokütle sistemleri ve diğer kaynakları ısıtmak için kullanılabilen güneş gibi çeşitli yenilenebilir enerji kaynakları vardır.

Güneş enerjili su ısıtma sistemleri, bir silindirde depolanan suyu ısıtmak için kullanılacak bir sıvıyı ısıtan çatıya monte güneş kollektörlerini içerir. Genellikle iki kolektör tipi kullanılır: düz plaka ve boşaltılmış tüp tipi. Düz plaka toplayıcılar genellikle daha ucuzdur. Güneş enerjili su toplayıcıları, bir silindirde depolanacak suyu, suyu ısıtacak başka bir sıvıyı ısıtarak doğrudan veya dolaylı olarak ısıtır. Fotovoltaik sistemler enerjiyi depolamak ve tepe yükünü kaydırmaya yardımcı olmak için kullanılabilir.

Rüzgar sistemleri, rüzgar sürekli ve sabitse ve hızı 4,47 m / s’nin üzerinde ise çok etkili bir maliyet sağlar, ancak 11,2 m / s’nin üzerinde 25 mph (s) ‘nin üzerinde olması önerilir.

Biyokütle sistemleri, biyokütle materyalini yakarak ısı sağlayabilir. Bazı örnekler arasında ormanlar, kentsel ağaç budama, çiftlik atıkları, talaş veya peletler sayılabilir. Bununla birlikte, brülörler genellikle petrol ve gaz kazanlarından daha sık temizlik gerektirir.

Jeotermal sistemler, soğutucu akışkan borularını genellikle neredeyse sabit sıcaklıklar sağlayan zemin altında çalıştırarak hem soğutma hem de ısıtma için iyi bir kaynak sağlar. Bu sistemler emisyon üretmez. Bu tür sistemler 3 veya daha yüksek performans katsayısı sağlayabilir.

SOSYAL MEDYADA PAYLAŞIN!

incoma commissioning tad cx devreye alma işletmeye alma incoma engineering & consultancy

+90 322 999 32 11

+90 533 199 83 73

info@incoma.com.tr

ADANA

Merkez Ofis

Döşeme Mh. 60075 Sok. Baysan İş Merkezi A2 No.:3/401 01060 Seyhan, Adana/ Türkiye

İSTANBUL

İstanbul Ofis

Güzeltepe Mah.
15 Temmuz Şehitleri Cad. 5. Levent Konutları
Eyüp, İstanbul / Türkiye

BODRUM

Bodrum Ofis

Yalıkavak Mah.
Flipper Sok. Gökçebel Mevkii
Bodrum, Muğla / Türkiye

SOSYAL MEDYADA BİZİ TAKİP EDİN

© Copyright 2013 - | Incoma Mühendislik ve Danışmanlık Tic. Ltd. Şti. | Tüm Hakları Saklıdır. | Design by Medya Fabrikası Creative Works