Veriye dayalı yaklaşımlarla bina enerji modellemesinde simülasyon doğruluğunun artırılması

Bu tez, konut tipi binalarda enerji tüketimine olan kullanıcı davranışlarının etkisini, deterministik (sabit) ve olasılıksal (değişken) zaman çizelgesi modellerini karşılaştırarak incelemiştir. Türkiye genelinde gerçekleştirilen çalışmada, konutlardaki günlük aktivitelerin 15 dakikalık aralıklarla kaydedildiği 170 detaylı anket yanıtı toplanmıştır. Bu veriler, kullanıcı davranışlarındaki farklılıkları da içerecek şekilde genişletilerek 1000 adet yüksek çözünürlüklü günlük kullanıcı zaman çizelgesine dönüştürülmüş ve enerji simülasyonlarında kullanılmıştır. EnergyPlus programında, sabit (deterministik) ve değişken (olasılıksal) çizelge yöntemleriyle simülasyonu yapılan iki konut binası modeli bir yüksek katlı ve bir alçak katlı konfigürasyon oluşturulmuştur. Her iki bina modelinde de aynı kullanıcı davranış çizelgeleri kullanılmıştır; senaryolar arasındaki tek fark bina formudur ve bu farkın enerji tüketimi üzerindeki etkisi analiz edilmiştir. Kullanılan metodoloji, MATLAB ve Python aracılığıyla gerçekçi olasılıksal çizelgelerin oluşturulması, bu çizelgelerin CSV formatında EnergyPlus'a otomatik aktarımı ve her senaryo için 50 rastgele simülasyonun yürütülmesini içermektedir. Deterministik modeller, literatürde yer alan standart günlük rutinlere dayandırılmış ve yıl boyunca aynı şekilde uygulanmıştır. Simülasyon çıktıları; aydınlatma, HVAC (ısıtma, havalandırma, iklimlendirme), diğer elektrikli cihaz kullanımı, toplam elektrik tüketimi ve toplam enerji tüketimi olmak üzere beş kategoride değerlendirilmiştir. iii Sonuçlar, olasılıksal değerlerin genellikle dağılımın ortalamasına yakın gerçekleştiğini ancak sistem boyutlandırması ve pik yüklerin belirlenmesinde önemli olan aşırı davranışları tam olarak yansıtamadığını ortaya koymuştur. Olasılıksal modeller, priz yükleri ve elektrik tüketiminde daha geniş bir değişkenlik göstermiş; HVAC yüklerinde ise daha az değişkenlik gözlemlenmiş ancak kullanıcıların evde bulunma zamanlarındaki değişikliklerden etkilenmiştir. Elde edilen bulgular, bina enerji performansı simülasyonlarında gerçek kullanıcı davranışlarının dikkate alınmasının enerji talebinin daha doğru temsil edilmesi için gerekli olduğunu göstermiştir. Olasılıksal simülasyonlarda toplam ortalama enerji kullanımı, iki bina modeli arasında 63.9–79.5 kWh/m² aralığında gerçekleşmiş, deterministik senaryolarda ise bu değerler sırasıyla 74.2 ve 71.4 kWh/m² olarak belirlenmiştir. HVAC yüklerinde değişkenlik sınırlı kalırken, priz yükleri ve aydınlatma tüketimi farklı davranış kalıplarına bağlı olarak önemli ölçüde değişiklik göstermiştir. Bu gözlemler, deterministik modellemenin içsel değişkenliği gizlediğini ve olasılıksal simülasyonların gerçek kullanıcı etkilerini daha iyi yansıttığını bir kez daha teyit etmiştir. Bu araştırma, Türkiye'deki konut binalarına uygulanabilir, kültürel bağlamı gözeten ve veriye dayalı bir modelleme yaklaşımı sunmuş; olasılıksal simülasyon yöntemlerinin enerji arz-talep analizi, politika değerlendirmesi ve sürdürülebilir tasarım optimizasyonu açısından daha güçlü ve gerçekçi bir platform sunduğunu ortaya koymuştur.