3.1 ÖZET:
İnşaat endüstrisindeki sürdürülebilir mimarlığa olan farkındalığın artması ile birlikte; binaların enerji etkinliğinin değerlendirilmesi daha da önemli hale geliyor. Bina değerlendirme sistemlerinden en önde gelenleri; Leed, Breeam ve Green Stardır.
Bu makale yeni ofis binalarının Leed, Breeam ve Green Star programları ile değerlendirilmesine odaklanıyor. Bu üç programı değerlendirme metotları, performans kriterleri ve enerji ölçüm skalaları gösterildi.IES Virtual Environment Bilgisayar destekli simülasyon programı kullanıldı. Seçilen bina ; Dubai’de açık planlı bir ofis binasıdır. Bu çalışmada; Leed, Breeam ve Green Star değerlendirme sistemleri ile; binanın nasıl değerlendirildiği ve sertifikalandığı üzerinde duruldu.
3.2 ANAHTAR KELİMELER:
Enerji performans değerlendirmesi; Breeam, Leed, Green Star; bilgisayarlı simülasyon.
3.3 TANIŞMA:
Bugün binaların inşa edilmesi ve işletilmesi boyunca; sürdürülebilir gelişim adına; bölgesel ve global olarak tüm dünyada limitli olan enerjinin; tüketiminin azaltılması için tüm dünyada büyük bir uğraş veriliyor. Bu uğraş; ulusal ve uluslar arası seviyede gönüllü bina ekolojik enerji programlarının ilerlemesinde de görülebilir. Bu programlardan dünyaca en yaygın kullanılanı Leed, Breeam ve Green Star’dır. Leed US yeşil binalar konseyi tarafından geliştirilmiştir. Breeam İngiltere’de Bina Araştırma Merkezi (BRE) tarafından geliştirilmiştir. Green Star ise Yeşil Bina Konseyi (GBCA) tarafından Avustralya’da geliştirilmiştir. Bu üç program da hem yeni yapılmış hem de var olan eski binaları, kredileme sistemi ile değerlendiriyor. Kredileri verirken kullandıkları ana unsurlarını malzeme, enerji, su, kirlilik, iç mekan ekolojik kalitesi ve bina yerleşimi oluşturuyor. En çok kredi ise sürdürülebilir gelişim için enerji kullanımının azaltılmasına veriliyor.
Bir binayı ekolojik olarak değerlendirmek için; değerlendirme programlarının anahtar rolü üstlendikleri açık. Bu özellikle kendilerine özgü değerlendirme programı olmayan ülkeler için önem taşıyor. Öyleyse farklı programların değerlendirme yöntemlerini, performans kriterleri ve kredi skalalarını öğrenmek gerekiyor. Şimdiye dek W.L.Lee, Patxi , F.Asdrubali ve Lamberto 2008 yılında bazı çalışmalar yaptılar ; ancak günümüz koşulları için yeterli değiller.
Bu çalışma yeni ofis binalarının Leed, Breeam ve Green Star programları ile nasıl bir değerlendirmeye tabi tutulduklarına odaklanıldı. Öncelikle bu programlar ile bina enerji performanslarının nasıl değerlendirildiği anlatıldı. Sonucun nitelikli olması için bilgisayar simülasyonu ile çalışıldı. Bu simülasyon için seçilen programın adı IES Virtual Environment (VE)’dir. Üzerinde çalışılacak olan bina Dubai’deki bir ofis binasıdır. Bu binanın kendi değerlendirme programı olmamasına rağmen, Leed’ in diğer sistemlere göre daha uygun bir seçim olacağına inanıldı. Bu çalışma ile birlikte; farklı ülkelerde üretken enerji değerlendirilmesinin gelecekte gelişebilmesi için; bina enerji performansının nasıl ölçüldüğü ve Leed, Breeam ve Green Star programları ile nasıl sertifikalandırıldığı anlatılacaktır.
3.4 ENERJİ DEĞERLENDİRME METOTLARINA GENEL BİR BAKIŞ:
Leed, Breeam ve Green Star performans tabanlı, kredili değerlendirme programları olmakla birlikte; kapsamları ve enerji performansını ölçmek için verdikleri kredileme sistemi farklılık gösteriyor. Devam eden bölümde; enerji ölçme metotlarının anahtar özellikleri, üç program üzerinden de anlatıldı.
3.5 LEED PROGRAMI:
Leed en çok tanınmış ekolojik değerlendirme programıdır. Yeni inşa edilmiş binalar için en güncel program; ön koşullara ve kredilere dayanan Leed-NC 2.2 versiyonudur. Her kredi; sürdürülebilir alanlar, su kullanımı, enerji ve atmosfer, malzemeler ve kaynaklar, iç mekan kalitesi, yenilik ve tasarım süreci olan ana unsurlara verilir. Enerji performansı kredisi ve yenilenebilir enerji kredisi hariç, her krediye bir puan verilir. Toplamda 69 puan kazanılabilir. 26- 32 puan arası sertifikalı, 33-38 puan arası gümüş, 39-51 puan arası altın ve 52-69 puan arası da platin sertifikalı olarak kabul görür.
Bina enerji performansını değerlendiren; Kredi EA1- Optimum Enerji Performansı adıyla bilinen iki önemli yaklaşım bulunmaktadır. İlki, sıkı kuralları bulunan, 4 pauna kadar kazanılabilen Ashrae’ye uygun olan yoldur. Diğer yaklaşım ise; Bina enerji simülasyonuna dayanan, 10 puana dek kazanılabilen, normal bir binanın enerji değerini ölçen yoldur. Her iki yolda da değerlendirilen bina; 2 puan minimum performans seviyesini kazanır. Bu da Leed-NC sertifika tipinde %14 gelişme kaydetmeye denk demektir.
Tüm bina enerji simülasyonu için Ashrae 90.1-2004 G ekinde performans değerlendirme metodu olarak anılan (PRM) düzeyde termal analiz yapabilecek bir simülasyon programına ihtiyaç duyulur. Bu metot iki tip bina modelinin oluşturulmasını belirtir. İlki ön görülen bina modeli, ikincisi ise ana hatlı bina modelidir. Şunu gözden kaçırmamak gerekir ki; gölgeleme efektini anlayabilmek için ana hatlı bina modeli normale göre 0,90,180 ve 270 derece normale göre döndürülmelidir. Tablo 1 iki bina modeli için de gerekli ana unsurları gösteriyor. Enerji ölçümü; öngörülen binanın yıllık enerji tutarının, ana hatlı binanın ortalama yıllık enerji tutarına bölümü ile hesaplanır.
Gelişimin %’si=100 × [1-(Öngörülenin fiyatı /Ana modelin ortalama fiyatı)]
3.6.BREEAM PROGRAMI:
Breeam İngiltere’de kullanılan en yaygın ekolojik değerlendirme programıdır. Genel bir standarda sahip olmasına rağmen, en çok İngiltere’yi kapsar. Performans gelişimini değerlendirebilmek için bina yönetmelikleri bulunur. Ofis yapıları için en güncel sürümü Breeam 2008’dir. Leed kredi değerlendirme sistemine benzer olması ile birlikte, Breem ofis yapıları 2008 binanın ekolojik değerlendirmesi için kredileri yönetim, sağlık, enerji, taşıma, su, malzeme, kirlilik ve arsa kullanımı ile ekoloji ve kirlilik başlıkları ile gruplandırır. Toplam skor; kullanılabilecek krediler, kredilerin her grupta ne kadarının kazanıldığı ve ağırlık faktörüne göre elde edilir. 30 puan altı grup dışı, 30-45 arası geçer,45-55 arası iyi, 55-70 arası çok iyi, 70 üstü mükemmel, 85 üstü iste olağanüstü olarak değerlendirilir. Her kategoride; kazanılması zorunlu minimum sayıda kredi bulunmaktadır.
Breeam’ deki enerji değerlendirmesi Kredi Enerji 1- CO² emisyonlarının azaltılmasına dayanır. Binanın enerji verimliliğini yeterli kadar arttırılması ile 15 kredi kazanılması mümkün. Enerji performansı sertifikasında (EPC) bulunan yapı CO² indeksi alınmıştır. EPC İngiltere tabanlı bir sertifikasyondur. A’dan G’ye kadar enerji değerlendirmesi yapar. A en verimliyi; G ise en verimsizi ifade eder. Değerlendirme sistemi için; güncel bina ve referans bina olmak üzere iki bina modeli gerekir. Güncel binanın CO² emilimi ile referans binanın CO² emiliminin oranına bağlı olarak değerlendirme sistemi hesaplanır. Tablo 2 iki bina modeli için ana gereksinimleri ifade eder.
3.7 GREEN STAR PROGRAMI:
Green Star Avustralya’da en yaygın olarak kullanılan bina değerlendirme sistemidir. Bu sistem; sıcak iklimlerdeki soğutma sistemi ve güneş gölgeleme sistemlerinin çok önem taşıdığı binalar için geliştirilmiştir. Yeni Zelanda ve Güney Afrika’ya da adapte edilmiştir. (GBCA 2008). Yeni ofis binaları için Green Star-Ofis 3 versiyonu; Leed ve Breeam’deki versiyonlara çok benzer. Sertifikasyonun seviyesini ve toplam skoru, kredilerde bulunan puanların ne kadarının kazanıldığı belirler. Her kategori için kazanılan puanların yüzdesi ile toplam kazanabilecek puanların oranı skoru belirler. Her proje için tüm krediler uygun değildir. Bu da skor sistemini her farklı projeye göre değişebilir kılar. Krediler şu ana unsurlara bağlı olarak verilir; yönetim, iç mekan kalitesi, enerji, taşıma, su, arsa kullanımı ve ekoloji, emilimler ve yenilikler. 10-44 puan arasına 1-3 yıldız, 45-9 puan arasında 4 yıldız, 60-74 puan arasına 5 yıldız, 75 puan üstüne 6 yıldız verilir.
Green Star’da bulunan enerji kredisi (Kredi-1 greenhouse gas emilim) 20 puan kazandırabilir. Bu puan tüm programın toplam skorunun %14.5 ini oluşturur. Yapının gren house emilimini hesaplamak için iki basit yöntem bulunur. Birincisi Green Star enerji hesaplayıcısı olarak adlandırılan; NABERS (National Australian Built Environment Rating System) Enerji metodolojisine uygun olarak hesaplama yapan programdır. Bu metodoloji enerji değerlendirmesi için; NABERS tüm bina enerjisi değerlendirilmesi ve NABERS enerji tabanlı bina değerlendirmesi olarak iki yöntemi barındırır. Nabers enerji tabanlı bina değerlendirmesi; yapının greenhouse performansını mal sahibi tarafından kullanılan ofis binası servisleri olarak değerlendirir. Binanın fiziksel şeklini anlatan ana bina modelinin enerji tüketiminin hesaplanması için yapılması gerekir. NABERS enerji metodolojisindeki değerler simülasyonda kullanılmalıdır. Tablo 3’te bu parametreler bulunuyor. Toplam greenhouse gaz emilimi enerji tüketimi ile hesaplanan alan ve green house gaz katsayısı ile belirlenir. Hesaplanan alan net alana (NLA) yani ofis olmayan ve ofise servis veren alanların çıkarılması ile elde edilen kısımdır. Green house gaz katsayısı elektrik ve gaz tüketimi için gereken tüm enerjiyi kapsar.
3.8 METOTOLOJİ:
Bilgisayar simülasyonu:
Binanın enerji performansını Leed, Breeam ve Green Star programlarının kredilerine dayanarak ölçebilmek için bilgisayar simülasyonu kullanıldı. Günümüzde bunun için kullanılabilecek bir çok bilgisayar programı bulunuyor.
Leed; hem yük hem de dinamik simulasyonları Ashrae standartlarına uygun olarak, öngörülen ve mevcut olmak üzere iki bina modeli üzeriden hesaplayan bilgisayar yazılımlarını tanıyor. Green Star BESTEST onaylama testinden geçmiş; ANSI/ASHRAE ya da Avrupa Birliği standartlarına uygun simulasyon paketlerini tanıyor. Breeam ise; iki tip enerji performansı değerlendirme yazılımını tanıyor. İlki SBEM (simplified building energy model) diğeri ise DMS (dynamic simulation modelling) dir. Sonuç olarak; IES Virtual Environment 5.9 üç programın da kabul ettiği şartları yerine getirdiği için seçilmiştir.
Case study bina:
Çalışmadaki bina; üç değerlendirme sistemine de uygun olacak şekilde seçildi. Açık planlı 8 kattan oluşan binanın modeli yapıldı. Ayrıca üç katlı otopark da ana strüktüre Şekil 1.’deki gibi eklendi. Yapı, ofis alanı,veri deposu, soyunma alanları, tuvaletler, depolar, asansörler ve araç park alanları gibi çoklu termal zona sahip.
Yapının toplam taban alanı 31291.8 m² ve net hesaplanan alanı (NLA) 9500 m²dir. Havalandırma sisteminin (HVAC) tüm binada kullanıldığı varsayılmıştır. Havalandırma sistemi tipik merkezi değişken hava hacim sistemidir.
Hava koşulları verisi:
Dubai’de konumlandırılan binanın kendine ait bir değerlendirme sistemi olmamasına rağmen Leed’in en uygun olduğu sonucuna varıldı. Tablo 1, 2 ve 3’te Leed in binanın bulunduğu yerleşimdeki iklimin saat başına hava değişimine gerek duyduğu, Green Star’ın ise ACADS-BSG/CSIRO iklim verilerine ihtiyaç duyuyor. Breeam CIBSE verilerini referans alıyor. Enerji performansı simülasyonları için üç program için de, Dubai’deki yıllık hava raporları, henüz uygun olmamasına rağmen tercih edildi. Sonuç olarak, bu çalışmada; yarı sentetik meteorolojik bilgi olan Meteonorm 6.0 kullanıldı.
Enerji değerlendirme hesapları
Bu çalışma; Leed, Breeam ve Green Star programları ile açık planlı ofis binasının ekolojik değerlendirmesini yapmaya odaklanır. Simülasyon modelleri her program için hazırlandı. 0,90,180 ve 270 derece oryantasyona sahip Leed programına uygun öngörülen bina modeli yapıldı. Breeam programı için, güncel bina ve referans bina olmak üzere iki bina modeli yapıldı. Ana hatlı bina modeli ise Green Star programı için yapıldı. Enerji ölçüm kredilerini karşılaştırabilmek için gerekli parametreler modellere eklendi. Tablo 4 listesi simulasyon modellerinin mantolama, iç yükler, sıcak su servisi ve HVAC sistemleri ile ilgili bilgi veriyor. Yıllık enerji kullanımını simule ederek ve Co² emilimi ile enerji tutarını hesaplayarak, her programın yapıyı kaç kredi ile ödüllendirileceği bulundu.
Simulasyonların sonunda şu tahminlere varıldı.
- Yenilebilir teknoloji eklenmemiştir. Işık kontrol sistemi bulunmamaktadır. Green house gas katsayısı Dubai için 0.434kg CO²/kWh’dir. Dubai’deki ortalama enerji tutarı 8$/kWh olarak hesaplandı. Enerji tüketimindeki ısı kaybı sıfır olarak kabul edildi. </LI>
Tablo 5’te Leed, Breeam ve Green Star programlarında simülasyon sonucu ortaya çıkan sonuçlar bulunuyor. Şu açıkça görülüyor ki; Leed programında hesaplanan yıllık enerji tüketimi öngörülen modelde ve ana modelde 2525.78 MWh ve 2761.86 MWh’dir ve %7.8 lik bir gelişime denk gelir. Bu gelişim %10.5 ‘in altındadır; ki bu da minimum puanın alınamadığını gösterir. Sonuç olarak bina Leed sertifikası alamamıştır.
Breeam programında, yıllık CO² emilimi baz alınarak güncel ve referans binanın her ikisi için de; enerji performans değeri 49 puan olarak hesaplandı. B enerji verimliliği kategorisine girdi ve toplam alınabilecek 15 puandan 2 sini alabildi.
Son olarak, Green Star programı ile, hesaplanan yıllık enerji tüketimi ana bina modeli için 891.57 MWh’dir. Diğer iki programın enerjilerine göre; Green Star’ın ki daha düşük çıktı. Bu durum Green Star’ın kullandığı farklı hesaplama yöntemine bağlı olabilir. Yıllık enerji tüketimi; green house gaz emilimi Dubai bölgesel çevrim faktörü kullanıldığında, normale dönebilir. Tahmin edilen green house gaz emilim değeri 41 kgCO²/m²’dir, bu da kazanılabilecek 20 puandan 11’inin elde edildiğine işaret eder.
Yukarda gösterildiği gibi, binanın enerji performansının değeri kullanılan değerlendirme programına bağlı olarak değişir. Üzerinde çalışılan bina; Green star programına göre çok iyi bir skor alırken, Breeam’e göre düşük puan almış, Leed’de ise başarısız olmuştur. Bu üç program farklı değerlendirme metotlarına sahip olduğu için, enerji ölçümlerinin farklı olması sürpriz değil.
Üç programdaki enerji kullanımını gösteren Tablo’ya yakından bakılırsa, aradaki fark görülür. İç mekan aydınlatma elemanlarının oluşturduğu iç yük Leed ve Breeam programlarında birbirlerine oldukça yakınlar. Ön görülen ile ana bina arasında ya da güncel ile referans bina arasında çok fazla bir performans gelişimi görünmüyor. Green Star programı ise iki model arasında NABERS enerji metodolojisine göre az bir fark öngördü.
Asansörler ve merdivenlerin enerji gelişimine Leed programında ön görülen ve ana bina modellerinin her ikisinde de az etkisi olduğu saptandı. Green Star’da ise 8 kWh/m² değeri Net alandaki (NLA) asansör enerjisi için saptanmasına bağlı olarak; asansör ve merdivenler enerji tüketimine daha fazla etki ediyor.
Üç program için de; yardımcı enerji şekillerine bakıldığı zaman; görülüyor ki Leed için ön görülen bina ile ana bina modeli arasında %18’lik bir gelişim kaydedilmiş. Breeam’de ise; güncel bina için 154.18 MWh, referans bina için ise 21.37 MWh gibi büyük bir farklılık elde edilmiş. Bu büyük fark; güncel binanın tasarım değerinde hesaplanmış olmasına, referans binanın ise NCM metodolojisinde var olan sabit değerle hesaplanmış olmasından kaynaklanıyor.
Leed ve Breeam programlarında öngörülen alan soğutma enerjisi tüketiminde benzerlikler bulunuyor. Green star’daki alan soğutma enerjisi tüketimi diğerlerine göre daha düşük çıktı. Şunu belirtmek gerekir ki HVAC sistemi bu üç program program için de büyük önem taşıyor. Green Star’da HVAC sistemi toplam enerji tüketiminin %65’ini kapsıyor. Sistemdeki ufak değişiklikler final skorunu büyük oranda etkiliyor. Ek olarak Leed ve Green Star programlarında yenilikçi HVAC sistemi çözümleri destekleniyor.
3.10. SONUÇ:
Leed, Breeam ve Green Star programları için enerji değerlerine göre simülasyon yapıldı. Simulasyon sonuçlarına göre; bir binanın enerji performansının kullanılan programa göre değiştiği söylenebilir. Üç programda da farklı enerji değerlendirme metotları ve performans kriterleri kullanılması ile birlikte; örnek olarak kullanılan ofis binası; Green Star’a göre yüksek skora sahipken, Breeam’de düşük skor elde etti. Leed’de ise sertifika almaya hak kazanamadı.
Ayrıca şu sonuca varılabilir ki; HVAC sistemi enerji değerlendirme sistemi programlarında oldukça baskın bulunuyor. Leed ve Green Star tüm HVAC ağının konfigürasyonunu simulasyona dahile etti. Bu durum denetimcilere modelin özel alanlarını ya da sistemin değişkenlerini modelle birlikte değiştirebilmesini sağladı.
Sonuç olarak şu görüldü ki Leed ve Breeam programları binanın enerji performansını değerlendirebilmek için; her iki model tipi için de bir çok parametreden yararlanıyor. Bu duruma zıt olarak; Green Star programı direk enerji tüketimini tekli bir bina modeli üzerinde birkaç parametre üzerinden değerlendirme yapıyor. Böylece her değişiklik final skoru büyük oranda etkiliyor.
Bu çalışmanın sonuçları; gelecek zamanda, bina ekolojik değerlendirme programları üzerinden uluslar arası karşılaştırma yapmayı sağlayacaktır.
Hiç yorum yok:
Yorum Gönder
Not: Yalnızca bu blogun üyesi yorum gönderebilir.