Tarihi ahşap yapılarda enerji verimliliğinin araştırılması : Kocaeli örneği

Abstract

Artan enerji talebi, çevre ve doğal kaynaklar üzerindeki baskıyı giderek artırırken, zaman zaman arz güvenliğine ilişkin endişelere de yol açmaktadır. Bu doğrultuda, sürdürülebilir enerji yönetimi stratejileri büyük önem kazanmış, enerji verimliliği politikaları öncelikli hale gelmiştir. Bu tez çalışmasının amacı, tarihi ahşap yapılarda enerji verimliliğini değerlendirmek ve bu doğrultuda iyileştirme önerileri sunabilmektir. Tarihi ahşap yapı kavramı ile ilgili çalışma kapsamı Kocaeli bölgesinde bulunan geleneksel ahşap konut tipleri ile sınırlandırılmıştır. Alan çalışması kapsamında seçilen dört farklı geleneksel konutun konumları, taşıyıcı sistem özellikleri, plan tipolojileri ve yapı malzemelerine ilişkin veriler kullanılarak "DesignBuilder" simülasyon programı aracılığıyla yapıların modelleri oluşturulmuştur. Elde edilen enerji tüketim verileri ve yapı bileşenlerine ait duvar yüzeylerindeki yoğuşma potansiyeli grafiksel olarak değerlendirilmiştir. Buna ek olarak, yapılar termal kamera ile gerçekleştirilen aylık ölçümler ile izlenmiş elde edilen veriler doğrultusunda yaz ve kış dönemlerindeki ısı köprüleri ve ısı kayıpları bulguları ile yapılardaki ısı kayıplarının sebepleri irdelenmiştir. Simülasyon sonuçlarından elde edilen enerji tüketim bulguları TS 825(2008) ve TS 825(2024) standardına göre değerlendirilmiştir. Simülasyon sonuçları doğrultusunda enerji verimliliği açısından en fazla iyileştirme gerektiren yapı Çıpalı Konak olarak belirlenmiş ve bu yapının geleneksel sistemine uyumlu cephenin özgünlüğünü koruyan alternatif duvar, çatı, zemin ve cam yalıtımları öneren yedi adet iyileştirme senaryosu denenmiştir. Bu senaryoların yoğuşma grafikleri de oluşturularak yoğuşma riski olan senaryolar elenmiştir. Yapının özgünlüğünün korunarak oluşturulan iyileştirme senaryoları ile yapıda %28 oranında enerji tasarrufu elde edilmiştir. Sonuç olarak söz konusu tarihi yapılarda enerji kazancı için güncel yönetmeliklere göre yapılabilecek öneriler sunulmuştur. Bu çalışma Gebze Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: 2023-A-101-05.As the growing demand for energy increasingly intensifies pressure on the environment and natural resources, it occasionally raises concerns regarding energy supply security. In this context, sustainable energy management strategies have gained significant importance, and energy efficiency policies have become a top priority. The aim of this thesis is to evaluate energy efficiency in historical timber buildings and to propose improvement strategies accordingly. The scope of the study on the concept of historical timber structures is limited to traditional wooden houses located in the Kocaeli region. Within the fieldwork, four different traditional houses were selected. Their models were created using the "DesignBuilder" simulation program based on data regarding their locations, structural systems, plan typologies, and building materials. The obtained energy consumption data and the condensation potential on wall surfaces of building components were evaluated graphically. Additionally, the buildings were monitored through monthly measurements conducted with a thermal camera, and based on the collected data, heat bridges and heat losses during summer and winter periods were examined. The causes of heat loss in the buildings were also analyzed. The energy consumption findings obtained from the simulations were evaluated according to the TS 825(2008) and TS 825(2024) standards. Based on the simulation results, the building requiring the most improvement in terms of energy efficiency Çıpalı Konak was identified. Seven improvement scenarios were tested, proposing alternative wall, roof, floor, and glazing insulations that are compatible with the traditional structure and preserve the originality of the facade. Condensation graphics were generated for these scenarios, and those with condensation risks were eliminated. With the proposed improvement scenarios that maintain the building's authenticity, an energy saving of 28% was achieved. In the conclusion section, suggestions are presented for relevant institutions and practitioners in accordance with current regulations to enhance energy performance in such historical buildings. This study was supported by the Scientific Research Projects Coordination Unit of Gebze Technical University. Project No: 2023-A-101-05. Keywords: Historical Wooden Buildings, Thermal Performance, Energy Efficiency, Building Energy Simulation, Kocaeli.