Yeşil Bina Dergisi 37. Sayı (Mayıs-Haziran 2016)

44 YEŞİL BİNA / HAZİRAN 2016 Cephenin cam oranı, yapının konumu, ne kadar güneş enerjisi alacağını da belirler. Yapının konumu ve cam oranı arasındaki doğrudan bağlantının sonucu olarak, sadece ısı tale- bini düşürmeye odaklanmış bir tasarım, yalıtım gerekliliklerine ve cephenin konumuna bağlı olarak bazı sınırlamalara maruz kalacaktır. Yapının konumu ve cephenin sırlama oranına benzer olarak, yapının kompaktlığı da ısı talebini büyük ölçüde etkiler. Form-faktör f olarak da anılan kompaktlık, binanın dış kabuğu- nun alanının oranının (A th ) enerji referans alanına (A E ) bölünmesi ile elde edilir. Eğer ısıl dirençleri birbirinden çok farklı ise iki cephe tasarımını kompaktlık açısından karşılaştırmak oldukça problemli olabilir. Daha az kompakt olan bir tasarımın termal direnci de daha yüksek olsa bile, toplam performansı daha iyi olabilecektir. Bu yüzden kompaktlık sadece benzer yapıda olan iki tasarımın karşılaştırılmasında kullanılabilir. Bu durumda ısı talebi, form faktörünün değişimi ile orantılı olur. Farklı konumlandırma ve cam oranlarının bir yapının ısı talebini nasıl etkilediği Şekil 4’te gösterilmiştir. Şekil 5 ise Şekil 4’ün güney yüzünün ısı talebini (Q ısı ) göstermektedir. Tüm şartlar için sabit olan ekserji talebi (E x ), açık gri çubuk olarak, resmedilmiştir. COP real gösteren kesikli çizgi, sabit ekserji talebini göstermektedir. Öte yandan yapının güneş enerjisi kazanımı, konumlandır- maya bağlıdır. Bu ise şekil 4’teki, aslında eş merkezli olması gereken dairelerin deformasyonuna yol açmaktadır. Şekil 4 ve 5’te ve eşitlik 1’de gösterildiği gibi ısı talebi cam alanı oranı ile orantılıdır. Şekil 5’te ayrıca bir ısı pompası ile gerekli ısının nasıl sağlanabileceği de görülebilir. Cam oranının artırılması ile soğutma talebi artar ve ısı pompasının gerekli COP real miktarı da aynı şekilde artar. Isı pompaları üzerinde yapılan çalışmalarda karşılaşılan en yüksek COP real değeri 7.6’dır. Piyasada mevcut bulunan su ısı pompalarının COP değeri ise yaklaşık 5.3’tür. Çalışmalar gösteriyor ki, daha yüksek COP miktarları da ola- sıdır. Üretilen deneysel ısı pompalarının 0.5 üzerinde Carnot faktörünü tutturabildikleri, 12K civarında sıcaklık yükselmesi sağlayabildikleri ve 8-12 arası COP sağlayabildikleri gösterilmiş- tir. Yüksek COP real seviyesine ulaşabilmek için temperature-life’ı uygun bir şekilde düşürmek ve sağlanan sıcaklık sabit olduğu için kaynak sıcaklığını değiştirmektir. Isı pompasının 200 m uzunluğunda bir jeotermal sonda ile çalıştığı kabul edilirse, tahmini sıcaklık 14-15 K civarında olacaktır. Bu sıcaklık şekil 6-9’da kesikli çizgi olarak gösterilmiştir. Bu şekiller COP’u belir- leyen sırlama oranını ve ısı pompasını çalıştırmak için gereken sıcaklığı göstermektedir. Isı pompası kaynak sıcaklığı 10°C olduğunda, sırlaşma oranı belli bir seviyeye kadar yükseltilebilir ve hala ekserji talebi, mini- mum sırlaşma oranı olan %20 seviyesinde kalır. Bu değerler konuma ve yapının U değerine göre değişmektedir. Şekil 10’un solunda gösterilen grafik, sıcaklık limitinin ne kadar önemli oldu- ğunu göstermektedir. Eğer tamamen sırlaşma isteniyorsa ya faz- ladan ekserji gerekir veya daha yüksek kaynak sıcaklığına sahip bir yer bulunmalıdır. Bu durum sağdaki grafikte gösterilmiştir. Şekil 11’de gösterildiği gibi bir binanın kompaktlığı, binanın MAKALE (2) Şekil 4. Cam oranı ve konumlandırmaya bağlı enerji talebi, U değeri 1.3 W/(m 2 ·K). Şekil 5. Güney cephesi ısı talebi, U değeri 1.3 W/(m 2 ·K)