ELAZIĞ'DAKİ BİR DUBLEKS KONUTUN BİNA KABUĞU PARAMETRELERİNİN TAGUCHİ YÖNTEMİ VE GRİ İLİŞKİ ANALİZİ İLE OPTİMİZASYONU

Abstract

Bu çalışmada, Elazığ ilinde yer alan mesken amaçlı bir dubleks yapının neredeyse sıfır enerjili bina (NSEB) kriterlerine göre tasarlanması ve enerji tüketiminin optimize edilmesi amaçlanmıştır. Binalarda enerji verimliliğinin artırılması, artan enerji talebi ve iklim değişikliği ile mücadele kapsamında önemli bir gereklilik haline gelmiştir. Bu doğrultuda çalışmada, bina kabuğunu oluşturan dış duvar, çatı, taban ve pencere bileşenlerine ait farklı ısı geçirgenlik katsayısı (U değeri) kombinasyonlarının enerji tüketimi ve ekonomik performans üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada dört bina kabuğu parametresi için üçer farklı seviye belirlenmiş ve Taguchi deney tasarımı yöntemi kullanılarak L9 ortogonal dizilimine göre dokuz farklı senaryo oluşturulmuştur. Her bir senaryoya ait yıllık enerji tüketimleri, T.C. Çevre, Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı tarafından yetkilendirilen BEP-TR yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Elde edilen enerji tüketimi değerleri, yapı bileşenlerine ait toplam ilk yatırım maliyetleri ile birlikte değerlendirilmiş ve her bir durum için geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Çok kriterli değerlendirme amacıyla Taguchi yöntemi, varyans analizi (ANOVA) ve gri ilişki analizi birlikte kullanılmıştır. Analiz sonuçları, enerji tüketimi ve ekonomik göstergeler üzerinde en etkili parametrelerin sırasıyla duvar ve çatı U değerleri olduğunu göstermiştir. Optimum bina kabuğu tasarımı ile yıllık enerji tüketiminde referans duruma göre belirgin bir azalma sağlanmış, geri ödeme süresinin ise kabul edilebilir seviyelerde olduğu belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, Elazığ ili ve benzer iklim koşullarına sahip bölgelerde NSEB tasarımlarına yönelik önemli teknik ve ekonomik katkılar sunmaktadır.

This study aims to design a duplex residential building in Elazig province according to near-zero energy building (NSEB) criteria and optimize its energy consumption. Increasing energy efficiency in buildings has become a crucial requirement in the fight against increasing energy demand and climate change. Accordingly, this study investigates the effects of different heat transfer coefficient (U-value) combinations of the building envelope components (exterior walls, roof, foundation, and windows) on energy consumption and economic performance. Three different levels were determined for each of the four building envelope parameters, and nine different scenarios were created according to the L9 orthogonal arrangement using the Taguchi experimental design method. Annual energy consumption for each scenario was calculated using the BEP-TR software authorized by the Turkish Ministry of Environment, Urbanization and Climate Change. The obtained energy consumption values were evaluated together with the total initial investment costs of the building components, and payback periods were calculated for each case. For multi-criteria evaluation, the Taguchi method, analysis of variance (ANOVA), and grey correlation analysis were used together. The analysis results showed that the most influential parameters on energy consumption and economic indicators were the wall and roof U-values, respectively. A significant reduction in annual energy consumption compared to the reference situation was achieved with optimum building envelope design, and the payback period was determined to be at acceptable levels. These findings offer significant technical and economic contributions to NSEB (non-environmental building envelope) designs in Elazig province and regions with similar climatic conditions.