Net sıfır enerjili binaların Türkiye iklim koşullarında uygulanabilirliğinin araştırılması

Literatürde sıfır enerjili binalar kavramı altında binaların enerji tüketimini azaltmaya yönelik çok sayıda çalışma yürütülmektedir. Ancak, genel kabul görmüş bir Net Sıfır Enerjili Bina (NSEB) tanımı bulunmadığı bununla birlikte NSEB'e ulaşmak için belirli bir tasarım standardının oluşturulmadığı görülmektedir. Bu tezin amacı, NSEB kavramına uygun bina tasarımı için eksiksiz bir tasarım yöntemi ortaya koymaktır. Bu çalışmada önerilen yöntemde diğer yöntemlerden farklı olarak tasarım süreci iki aşamaya ayrılmıştır. İlk aşamada, yenilenebilir enerji kaynakları ile sıfır enerji dengesine ulaşmadan önce, bina kabuğu parametreleri optimize edilerek Pareto cephesi çözümleri bulunmuştur. Daha sonra, ilk aşamada elde edilen sonuçlar kullanılarak güneş panelleri ve rüzgâr türbinlerinden oluşan yenilenebilir enerji sistemleri binaya entegre edilmiş ve Türkiye'nin 4 iklim bölgesini kapsayan NSEB çözümleri elde edilmiştir. Çalışmada NSGA-II genetik optimizasyon algoritması kullanılmış ve Matlab ortamında geliştirilen kod sayesinde bina enerji analiz yazılımı (Energyplus) optimizasyon algoritmasıyla uyum içinde çalışır hale getirilmiştir. Çalışmanın sonuçları, TS825'te tanımlanan birinci, ikinci ve üçüncü iklim bölgeleri için sırasıyla 23 kWh/m2, 9 kWh/m2 ve 3 kWh/m2'ye kadar enerji üretiminin yapılabildiği farklı NSEB tasarımlarının mümkün olduğunu göstermiştir. Isıtma yükünün en baskın olduğu dördüncü bölge için ise enerji kullanım yoğunluğu 10,4 kWh/m2 mertebesine kadar inmiş olsa da sadece çatı alanı sarf edilen enerjinin tamamını telafi etmek için yetersiz kalmıştır. Ayrıca, yenilenebilir sistemlerin ilk yatırım maliyetinin toplam yatırım maliyetinin ortalama %19'una tekabül ettiği ve önerilen metodolojiye uyulduğu takdirde, NSEB için yenilenebilir enerji kaynaklarının binaya entegre edilmesinin geri ödeme süresinin yaklaşık 3,5 yıl olduğu belirlenmiştir.