Ofis binaları için enerji verimli ısıtma-soğutma-güç sistemleri

Ekonomik ve siyasi gereklilikler sonucu tüm dünyada yenilenebilir enerji yatırımları çeşitli teşvikler ile desteklenmekte, fosil yakıtlı sistemler ise regülasyonlar ile kısıtlanmaktadır. Bu tez; klasik ısıtma, soğutma, güç sistemlerini daha verimli hale getirmek veya alternatiflerini, yenilenebilir enerji kaynaklı sistemler ile üretmek ve bu alternatifi ofis binası kimliğine uygun yapılarda sayısal ortamda uygulamayı amaçlamaktadır. Bu nedenle ofis binası kimliğine uygun üç farklı sistem tasarımı sayısal ortamda farklı senaryolar olarak yürütülmüştür. Bu senaryolar klasik ısıtma-soğutma sistemi, birleşik soğutma-ısıtma-güç sistemi ve sıfır enerji binası olarak belirlenmiştir. Her bir senaryo için Bursa-Türkiye iklim şartlarında, kamu binası olarak hizmet vermekte olan, 1558 m2 taban alanı oturumlu, 6 katlı ve 9026 m2 kapalı alana sahip örnek binanın enerji ve yaşam döngüsü maliyet analizleri ayrı ayrı yapılmış olup, yenilenebilir enerji kaynaklı senaryo için 3 farklı alt senaryo üretilmiştir. Hourly Analysis Program (HAP) tarafından yürütülen analiz sonucu; bina soğutma dizayn yükü 742,7 kW, bina ısıtma dizayn yükü ise 439,8 kW olarak bulunmuştur. Toprak kaynaklı ısı pompası hesabı U tipi dikey kuyu tasarımı esas alınarak yapılmış olup, soğutma için gerekli kuyu boyu 20.371 m, ısıtma için gerekli kuyu boyu 9.137 m olarak hesaplanmıştır. Dikey kuyu boyu hesapları sonrası kuyuya deşarj edilen ortalama ısı miktarı -44,3 W/m, kuyudan çekilen ortalama ısı miktarı ise 34 W/m olarak belirlenmiştir. Fotovoltaik tesis yıllık enerji üretimi 607.639 kWh olarak belirlenmiş olup poly kristal silisyum hücreli paneller ile toplam yüzey alanı 2.787 m2 olan tesis kurulumu öngörülmüştür. Bu tesisin fotovoltaik panel kurulu gücü 463 kWp olarak hesaplanmıştır. Yaşam döngüsü maliyet analizleri P1-P2 metot kullanılarak yapılmış olup hesaplamalar sonucu birleşik soğutma-ısıtma-güç tesisi için fazladan yatırım bedeli geri ödeme süresi 37 ay iken iyileştirilmiş sıfır enerji binası dizaynı için 94 ay olarak bulunmuştur. Benzer olarak tesis yatırım bedelinin tamamını geri ödeme süresi ise birleşik soğutma-ısıtma-güç tesisi için 58 ay, iyileştirilmiş sıfır enerji binası için 127 ay olarak belirlenmiştir. Sonuç olarak ofis binası kimliğine uygun hibrit sıfır enerji binası (hava soğutmalı kondenser + toprak kaynaklı ısı pompası+ hava kaynaklı soğutucu+ fotovoltaik güç tesisi) tasarımı önerilmiştir.