Pasif Ev-II “Pasif Ev Koşullarının Nicel Olarak Tanımlanması”

Semih Rüstem ÇALAPKULU

Makina Mühendisi

Kuzu Grup

Din 1946-6 normuna göre konutlarda iyi bir iç mekan hava kalitesi sağlamak için kişi başına ihtiyaç duyulan temiz hava miktarı, saatte 30 m³’dür. Normal basınç altında ve yaklaşık 21 °C sıcaklıkta havanın özgül ısısı yaklaşık 0.33 Wh / (m³ K)’ dir. Biriken tozun sıcaklık etkisiyle yanmasının önlenmesi için temiz hava sadece 50 °C ye kadar ısıtılabilir. Bütün bunlar göz önüne alındığında ısıtma performansı şu şekilde özetlenir:

P= V. ρcp . ∆ϑ

P: Güç (W)

V: Temiz hava miktarı (m³/h)

pcp: Özgül ısı (Wh/(m³K))

∆ϑ: Sıcaklık farkı (K)

30 m³/h (kişi) . 0.33 Wh/(m³K) . (50 – 20) K = 300 W (kişi)

Temiz hava ısıtma sistemi ile kişi başına 300 Watt’lık güç elde edilmektedir. Kişi başına yaşam alanı 30 m² kabul edilir ise maksimum ısıtma yükü iklimden bağımsız olarak 10 W/m² olarak hesaplanır.

Şekil 1.1’de pasif ev ve geleneksel ev tipinde gerekli maksimum ısıtma yükleri görülmektedir. Simülasyon programları ile yapılan hesaplamalar ve deneyler sonucu maksimum 15 kWh/(m²a) değeri, Orta Avrupa için ortak bir değer olarak belirlenmiştir. Ancak, farklı iklim koşulları için bu değerler değişebilmektedir. Örneğin Stockholm’de 20 kWh/(m²a) civarında olabilirken; Roma’da 10 kWh/(m²a) gibi düşük bir değer olabilir.

Pasif ev standardı temel olarak aşağıda açıklanan üç unsura dayanmaktadır;

· Isıtma ve soğutmada kullanılan enerji sınırlaması

· ISO 7730 normuna göre iç ortamda ihtiyaç duyulan termal konforun sağlanması

· Enerji sınırlamasını ve yeterli iç ortam kalitesini maliyet etkin şekilde sağlayan pasif sistemlerin kullanımı

Şekil 1.2’da da görüldüğü gibi, pasif ev standardına uygun tasarlanan yapılarda uyulması gereken 5 ana ilke bulunmaktadır.

Bunlar aşağıdaki gibi sıralanmaktadır.

Opak kabukta yüksek ısı yalıtımı
Isı köprüsüz tasarım
Hava sızdırmaz yapı
Isı yalıtım direnci yüksek pencereler
Yüksek verimlik özelliğine sahip ısı geri kazanımlı havalandırma sistemi (Pasif evde doğal havalandırma yapılmamaktadır.)

Pasif Ev Standardı İlkelerinde Kabul Edilen Referans Değer ve Prensipler Aşağıdaki Gibidir;

Isıtma ihtiyacı: Net yaşanabilir alanda ısıtma için metrekare başına yıllık gerekli maksimum enerji ihtiyacı 15 kWh (4755 Btu/ft²/yr) dır.

Soğutma ihtiyacı: Net yaşanabilir alanda soğutma için metrekare başına yıllık maksimum enerji ihtiyacı 15 kWh (4755 Btu/ft²/yr) dır.

Birincil enerji ihtiyacı: Net yaşanabilir alanda binanın ısıtma, sıhhi sıcak su, soğutma, elektrik ve aydınlatma sistemleri için metrekare başına gerekli maksimum birincil enerji ihtiyacı 120 kWh (38039 Btu/ft²/yr) ‘dır.

Kompakt form ve yüksek yalıtım: Bina kabuğunun tüm bileşenlerinde yapılacak olan yalıtımın U değeri maksimum 0.15 W/m²K (0.026Btu/h/ft²/°F)’ dir.

Güneye yönlenme ve gölgeleme durumu: Güneş enerjisinden pasif olarak yararlanmak pasif ev tasarımında önemli bir faktördür.

Bina kabuğunun hava sızdırmazlığı: Hava değişimi DIN EN 13289 normuna göre ±50 Pa basınçta saatte %60‘ı (0,6h-1) geçmemelidir.

Temiz havanın pasif yolla ön ısıtılması: Temiz havanın toprak altı kollektöründen geçirilmesi ile kış koşullarında bile en az +5 derece ısıtılarak eve ulaşması sağlanır.

Kirli havanın temiz havayla ısı değişimini sağlayan yüksek verimli ısı geri kazanım sistemi: Bu sistem sayesinde kirli havada bulunan ısının büyük bir kısmı gelen temiz havaya aktarılır (ısı geri kazanım oranı %80’in üzerindedir).

Yenilenebilir enerji kaynakları kullanılarak sıcak su elde edilmesi: Sıcak su için gerekli enerji, güneş kollektörleri veya ısı pompaları ile sağlanır.

Enerji tasarrufu sağlayan ev aletleri: Düşük enerji harcayan buzdolabı, fırın, dondurucu, aydınlatma elemanları, yıkama ve kurutma makinası, vb. ev aletleri pasif evin vazgeçilmez unsurlarıdır.

Kış mevsimi oda sıcaklığı konfor kriteri: Kışın yukarıda belirtilen enerji miktarı kullanımıyla oda sıcaklığı 20°C ve üzerinde tutulabilir. Yaz mevsiminde ise iç ortam konfor koşullarının sağlanması için istenen değer maksimum 25°C‘dir.

Bina kabuğunun hava sızdırmazlığı hava basıncı testiyle (Blower Door Testi) ölçülür. Hava basıncı testi ya da n50 değeri bina kabuğunda ölçülen toplam sızdırmayı ifade eder.

N50 değeri 50 Pa diferansiyel basınç altında saat başı hava değişim oranıdır. Hava basıncı testiyle DIN EN 13829 normuna göre bina içi ile dışı arasında 50 Pa basınç farkı yaratılarak hava değişim oranı belirlenir.

Şekil 1.3, 1.4 ve 1.5’de görüldüğü gibi ölçüm yapabilmek için; Blower Door – Ventilatör dış kapıya veya binanın bir camına monte edilir.

Ölçüm sırasında iç kısımdaki oda kapıları dışında bütün dış kapı ve pencereler kapatılır. Blower Door Ventilatörü ile binadan evin içindeki bütün hava çekilecek, hissedilen düşük basınç 50 Pa değerine ulaşacaktır.

Bina kabuğunda bulunan kaçaklar hava hızlandırma ve kızılötesi termografi aletiyle tespit edilir.

Pasif evlerde istenen konfor koşullarına ulaşılabilmesi için hava sızdırmazlık testi sonucu bina kabuğunda ölçülen hava değişim oranı (n50) ±50 Pa basınçta %60‘ı (0,6 h -1 ) geçmemelidir.

Pasif ev olarak inşa edilmiş yapılarda ölçülen bu değer genel olarak 0.2 ve 0,6 h-1 arasındadır.

TS 825 standardına göre konutlarda iç ve dış ortamlar arasında 50 Pa basınç farkı varken, oluşan hava sızdırmazlık değerlerinin pasif ev olarak inşa edilmiş yapıların sızdırmazlık değerleri karşılaştırılması verilmiştir.

Binalarda yeterli iç ortam kalitesinin sağlanabilmesi için bina kabuğu sızdırmazlığı planlama aşamasında tasarlanmalı aksi taktirde binada oluşacak sızdırmazlık hasarları için yapıda iyileştirmeler gerekecektir. Bina kabuğunda yeterli sızdırmazlık sağlanan yapılar ise yoğuşma ve küflenme gibi yapısal hasarlara karşı mutlaka havalandırma sitemi ile kontrollü havalandırılmalıdır.

Pasif Evlerin Tasarım İlkeleri Nelerdir?

Pasif evlerin, tasarım ilke ve ögeleri açısından incelendiğinde birçok avantajı olduğu görülmektedir.

Bunlardan bazıları aşağıda verilmiştir.

Pasif ev kavramı, sıcak ve soğuk aylarda, ekonomik ve ergonomik inşaat maliyeti ile birlikte maksimum konfor düzeyini bir araya getirmektedir.
Normal yapılara oranla daha çok enerji tasarrufu yapar. Az miktarda enerji kullanarak ısıtma ve soğutma yapar.

Yüksek miktarda yalıtım sağlar ve geri dönüştürülebilir, enerji entegrasyonuna sahiptir.
Yüksek performanslı ve yalıtımlı pencere, kapı sitemleri kullanılmaktadır. Pasif evler, güneye bakan üçlü veya ikili camlar vasıtasıyla güneş enerjisini toplayarak, hemen ya da ileri de kullanılmak üzere saklamaktadır.
Çevre kirliliği ve sağlık üzerindeki olumsuz etkileri mümkün olduğunca minimum tutmaktır. Sigara vb. kötü kokuların emilimini sağlarken, daha az toz oluşumu oluşturur. Böylece alerjik reaksiyonların oluşmasını engeller.

Yapı içerisindeki pencere ve diğer şeffaf alanlardan içeri sızan güneş ışınlarını, aydınlatma ve elektrikli cihazlardan yayılan ısıları, bina içerisindeki insanların vücut ısısını tutarak yeniler ve pasif enerjiye katkı sağlar.
Ekoloji ve Sürdürülebilirlik açısından çevre dostu bu evlerin amaçlarından biri de son derece birincil enerji kullanması ve herhangi bir çevresel zarara neden olmadan tüm gelecek nesillere yeterli enerji kaynağı bırakmasıdır.

Makina Mühendisi Semih Rüstem ÇALAPKULU’nun Önceki Yazıları

Pasif Ev-I

Akıllı Yapılar (Smart Buildings / Intelligent Structures)

Sıfır Enerji Binalar ve Uluslararası Sıfır Enerji Binalar Zirvesi – Zerobuild Summit’22

Akıllı Şehirler

Hidrofor Nasıl Hesaplanır?

Dünyada ve Ülkemizde Su Hakkında Bilinmesi Gereken Önemli Veriler

Otomasyon Sistemleri (Automation Systems)

Enerji ile İlgili Yönetmelikler

Gri Su (Greywater)

İnşaat Sektörünü 2040 Yılında Neler Bekliyor

Yeşil Binalar ve LEED Sertifikaları