Elektrokromik kaplamalı camın farklı iklim bölgelerine göre enerji performansı değerlendirilmesi

Enerji verimliliği iklim değişikliği ile mücadele ve enerji güvenliğini geliştirmek için en etkili yoldur. Bina sektörü enerji verimliliğini artırmak ve birincil enerji tüketimini azaltmak için önemli bir yer tutar. Genellikle binalarda ısıl kayıpları sebebiyle, enerji verimliliği düşük kabul edilen cam yüzeyler, yeni gelişmelerle birlikte binalarda farklı kullanım alanları da bulabilmektedir. Estetik kaygılardan ve iyileştirilmekte olan yalıtım özellikleri sebebiyle camın mimari yapılarda kullanımı önemli ölçüde artmıştır. Bina cephesindeki cam yüzeyleri seçilirken camın hem ısıtma hem de soğutma yüklerine olan etkileri dikkate alınmalıdır. Bu durum değişken iklim şartlarına göre cam yüzeylerin farklı özellik gösterebilme ihtiyacını doğurmuştur. Örneğin soğuk iklim bölgelerinde güneş ışınlarının daha fazla geçirimini sağlayan yüksek solar faktörlü ürünler tercih edilirken, sıcak iklim bölgelerinde güneş ışınlarını engelleyen düşük solar faktörlü ürünler tercih edilir. Bina cephesi ve çerçevesinde uygulanabilecek gölgeleme ekipmanları veya farklı mimari çözümlerle de amaca ulaşılabilir. Bu anlamda gelişmekte olan bir teknoloji olan elektrokromik dinamik cam kaplama sistemleri enerji verimliliği açısından önemli potansiyel sahiptir. Elektrokromik cam sistemleri kullanıcı ihtiyaçları doğrultusunda ısı ve ışık geçirgenliğini değiştirebilmektedir. Elektrokromik camlar varlık sensörü, günışığı sensörü vs. gibi ekipmanlarla farklı kontrol sistemleri ve senaryolara göre yönetilebilmektedir. Bu çalışmada Türkiye'nin iklim bölgelerine göre elektrokromik tipinde dinamik cam kaplamalı pencere ile standart düz camlı ve yüksek performanslı statik camlı pencerelerin enerji performans özelliklerine göre karşılaştırması yapılmıştır. Farklı ticari cam sistemlerinin bina enerji simülasyonu, DOE-2.2 tabanlı E-Quest 3.65 yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Çalışma için sekiz katlı bir ofis binası seçilmiş, ASHRAE 90.1-2007 standardı baz alınarak modelleme yapılmıştır. Bu analiz TS825 standardında tanımlanan 5 farklı iklim şartı için yapılmıştır. Oluşturulan bina enerji modellemesinde çalışmasında 500 lüks aydınlanma şiddetine göre hesaplama yapılmıştır. Bu çalışmada günışığı kontrolü, ayarlanabilir aydınlatma ekipmanlarının veya pencerelerden gelen doğal aydınlatmanın düzenlenmesine dayanmaktadır. Hava şartlarına (bulutlu, açık vs.), güneşin pozisyonu veya kullanılan cama göre uygulanacak günışığı sensörü iç ortamda istenen optimum aydınlanma seviyesini ayarlamaktadır. Kapalı havalarda elektrokromik cam ortamda istenen aydınlatma seviyesine ulaşılana kadar saydamlaşmakta, açık havalarda kararak ışık ve ısı geçirgenliğini istenen seviyede tutmaktadır. Aynı zamanda zaman çizelgesine göre de kontrol edilmektedir. Yapılan çalışma sonucunda farklı iklim bölgeleri için sonuçların benzer çıktığı görülmüştür. Eski binalarda yaygın olarak bulunmakta olan tek camlı pencere sistemlerine göre elektrokromik olanların yaklaşık %40'lar mertebesinde tasarruf sağladığı sonucuna varılmıştır. Elektrokromik cam yıllık tüketimin yanı sıra belirli dönemlerde gerçekleşen azami yüklerin azaltılması gibi önemli faydalar sağlayabilmektedir. Bu sayede ofis binasında kullanılabilecek mekanik ekipmanlar daha düşük kapasiteli tercih edilebileceği görülmüştür.