Binalarda Enerjinin Etkin kullanımı
Enerjinin etkin kullanımı, tasarrufu, verimliliği... Neredeyse bıktık bu konuyu konuşmaktan, yazmaktan, okumaktan ama kaçış yok; devam etmek zorundayız bu konuyu incelemeye, didiklemeye...
Türkiye 2011 yılında yaklaşık 55 milyar dolarlık doğalgaz, petrol ve kömür ithal etmiş. 2012 yılı enerji ithalatımız için planlanan rakam ise 65 milyar dolar. Enerji ithalatımızın yaklaşık % 40'ı doğalgaz. Türkiye 2011 yılında yaklaşık 115 milyon TEP birincil enerji tüketmiş. 2012 yılı için öngörülen miktar ise 120 milyon TEP. Nüfusumuz yılda yaklaşık % 1,35 artarken, birincil enerji tüketimimiz % 5-6 kadar artıyor. Yani kişi başı enerji tüketimimiz yükseliyor fakat hâlâ gelişmiş ülkelerin enerji tüketim ortalamalarının 2-3 kat altında. 2011 yılı ortalamasında nüfusumuz 74 milyondu. 2023 yılı ortalamasında nüfus beklentimiz 84 milyon. 2023 yılında birincil enerji tüketimimizin yaklaşık 230 milyon TEP'i bulacağını varsayarsak, bunun yaklaşık 180 milyon TEP'ini ithal etmek ve karşılığında 150 milyar dolar ödemek zorunda kalacağımızı söyleyebiliriz. 2011 yılında tükettiğimiz 115 milyon TEP birincil enerjinin sadece % 27'sini yurtiçinden sağlayabildik. 2023 yılında bu oran % 22'lere gerileyebilir. İşte bu nedenle kaçış yok; enerjiyi daha verimli kullanmayı öğrenmek, bu konuyu incelemeye devam etmek zorundayız.
Değişik istatistiklere ve tahminlere göre Türkiye'de birincil enerji tüketiminin % 35'i binalarda, % 35'i sanayide, % 20'si ulaştırmada, % 10'u ise diğer sektörlerde gerçekleşmektedir. Binalarda tüketilen enerjinin % 85'i binaların ısıtma, soğutma, havalandırma ve kullanım sıcak suyu üretilmesi için tüketilmektedir. Yani Türkiye'nin toplam enerji tüketiminin % 30'undan bizler; tesisat mühendisleri ve teknisyenleri olarak direkt sorumluyuz. Binanın ısı kaybını belirleyen unsurları tasarlayan, seçen ve uygulamasını gerçekleştirenler olarak doğrudan sorumluyuz. Binanın ısıtma, soğutma, havalandırma ve sıcak/soğuk su sistemini tasarlayan, seçen ve uygulamasını yapanlar olarak doğrudan sorumluyuz... Yaptığımız binaların 50-60 yıl, yaptığımız tesisatların da 25-30 kullanılacağı bilinciyle; sağlık, konfor şartlarını da gerektiği kadar dikkate alarak önceliği enerji tüketiminin asgari seviyede tutulmasına vermeliyiz. Bunun için bazı bilgilerimizi yenilemeli, bazı alışkanlıklarımızı değiştirmeli ve çevremize yeni tasarım değerleri ve yeni uygulama örnekleri ile öncülük yapmalıyız.
İşte bazı örnekler:
1- Binaların ısı kayıplarını belirleyen unsurları seçerken hedef olarak % 40 W/m2 alabiliriz. Gelişmiş bazı ülkelerde 25-30 W/m2 ısı kaybına sahip binaların sayısı gittikçe artmaktadır.
2- Isıl konfor şartlarını oluştururken alışkanlıkları değil, olması gerekeni dikkate almalıyız.
Isıtma yaparken,
- Oda ve salonlarda 20-22 °C
- Yatak odalarında 16-18 °C
- Banyolarda 22-24 °C
- Ofislerde 19-20 °C
- Fabrikalarda 12-18 °C
Soğutma Yaparken,
- Dış hava sıcaklığından 6-7 °C kadar daha düşük
- 27-28 °C?yi geçmeyecek ve
- 26-27 °C?deki bağıl nem oranı % 50-55 hedef değerleri genellikle kabul görmektedir.
Ortam sıcaklıklarındaki her 1 °C'lik fark, ısı kayıpları üzerindeki etkisinden dolayı enerji tüketiminde % 6-7 kadar değişim yaratmaktadır. Örneğin dış hava sıcaklığının 5 °C'de olduğu bir durumda iç ortam 24 °C yerine 20 °C'de ısıtıldığında, ısı kayıplarının azalmasından dolayı % 21 daha az enerji tüketilmektedir. Az mı?
3- Fan Coil Cihazları, radyatörler, döşemeden ısıtma boruları gibi ısı dağıtım elemanlarını mekânda hedeflenen ısıl konfor şartlarını; ısıtma yaparken mümkün olan en düşük, soğutma yaparken mümkün olan en yüksek sıcaklıklarla sağlayabilecek boyutlarda ve özelliklerde seçmeliyiz.
Örneğin sulu sistemlerde ısıtma yaparken gidiş dönüş suyu sıcaklıkları olarak;
Isıtma Yaparken,
- Döşemeden ısıtmada 33 / 28 °C (29 / 26 °C uygulama örnekleri dahi bulunmakta)
- Fan coil cihazlarıyla ısıtmada 45 / 40 °C (hatta 40 / 35 °C)
- Radyatörlerle ısıtmada 50 / 45 °C (hatta 45 / 40 °C)
Soğutma yaparken ise;
- Döşemeden/tavandan soğutmada yoğuşma oluşmayacak şekilde nem kontrollü serinletme (çiğ oluşma sıcaklığından 2 °C daha yüksek)
- Fancoil cihazlarıyla yapılan aktif soğutmada 12 / 17 °C (hatta 15 / 20 °C) hedef değerlerini kullanabiliriz.
Gidiş suyu sıcaklıklarındaki 1 °C'lik fark, birincil enerji tüketiminde (doğalgaz, elektrik vb.), yaklaşık % 2-3 kadar fark yaratmaktadır. Örneğin İstanbul iklim şartlarında ısıtma yaparken gidiş suyu sıcaklıklarının 65 °C yerine 40 °C olarak tasarlanması ve ısı dağıtım elemanlarının 40 °C'ye göre seçilmesi, yakıt giderlerinde % 50 kadar tasarruf oluşturmaktadır. Az mı?
4- Doğalgaz, LPG veya mazot yakan kazan, kombi, yerine su veya hava kaynaklı ısı pompaları kullanmalıyız. Isı pompalarıyla kışın ısıtma, yazın soğutma yapabilmekte ve dört mevsim kullanım sıcak suyu üretilebilmektedir.
Isı geri kazanım fonksiyonuna sahip ısı pompalarıyla soğutma yapılırken, binanın bir bölümünden çekilen enerjiyle binanın bir başka bölümü ısıtılabilmekte veya bu enerjiyle neredeyse sıfır maliyetle kullanım sıcak suyu üretilebilmektedir.
Toprak veya su kaynaklı ısı pompaları ayrıca (freecooling ve freeheating denilen) ve neredeyse sıfır maliyetle soğutma/ısıtma yapabilen ekipmanlarla donatılabilmekte ve kaynak sıcaklıkları el verdiği ölçüde çok yüksek sezonsal ortalama verim değerlerine ulaşabilmektedir.
Isı pompaları sadece elektrik tüketerek çalıştıkları için, enerji teminindeki yerel ve yenilenebilirlik oranı doğalgaz, LPG ve mazota kıyasla çok daha yüksektir.
Türkiye'de 2011 yılında toplamda 228 GWh elektrik % 44 yerli (kömür, hidrolik, rüzgâr vb.), % 56 ithal (kömür, mazot, doğalgaz) birincil enerji kaynakları kullanılarak üretilmiştir. 2011 yılı elektrik üretiminin % 26'sı (hidrolik, rüzgâr, jeotermal vb.) yenilenebilir kaynaklardan, % 74'ü kömür, doğalgaz ve mazot gibi fosil kaynaklardan gerçekleştirilmiştir.
Dolayısıyla sezonsal ortalama verimi örneğin, 4,0 olan bir ısı pompası sisteminin (enerjisinin % 25'ini elektrik şebekesinden, % 75'ini doğadan alan) ürettiği enerjinin dışa bağımlılık oranı sadece 0,25 x 0,56 = % 14, fosil bazlı enerji kullanım oranı ise sadece 0,25 x 0,74 = % 18,5 kadardır.
Doğalgaz, LPG ve mazot yakan kazan ve kombilerde % 100 fosil bazlı enerji, % 100 yurtdışına bağımlı olarak kullanılmaktadır.
5- Binalarda tüketilen enerjinin önemli bir bölümü de hava kompresörlerini ve su sirkülasyon pompalarını tahrik eden elektrik motorları tarafından tüketilmektedir.
Kompresör ve pompaların sahip olmaları gereken performans gücünü belirleyen 2 unsur vardır.
- Binanın ısı kaybından kaynaklanan hava ve su debisi
- ve bu debiyi ısı dağıtım cihazlarına taşıyan kanal ve boru tesisatlarındaki basınç kayıpları.
Isı kayıplarını 40 W/m2 civarında hedeflersek binayı ısıtmak ve serinletmek için gereken hava ve su debisini azaltabiliriz. Hava taşıyan kanalları, su taşıyan boruları ve bunlara ait ekipmanları yeterli boyutta ve kalitede seçerek, sızdırmazlık ve yalıtımlarını iyi yaparak, sistemin basınç kayıplarını azaltabiliriz.
Debi ve basma yüksekliği yani güç gereksinimi asgariye indirilmiş fan ve pompaları yüksek verimli seçmek, bunları tahrik edecek elektrik motorlarını IE3-Premium verim sınıfından kullanmak ve yerine göre doğru kontrol edilen frekans konvertör cihazları öngörmek, fan ve sirkülatörlerin elektrik tüketimlerini azaltabilecek diğer önlemlerdir.
Yukarıda anlatılan beş örnekten de anlaşıldığı gibi binaların ısıtma, soğutma ve havalandırma tesisatlarında tüketilen enerjiyi azaltabilmek için ilk yatırım harcamalarının biraz artırılması gerekmektedir.
Ancak bu fark binanın, kullanılacağı ömrü boyunca tüketeceği enerji giderlerinin yanında önemsiz kalmaktadır.
Asıl sorun; müteahhitlerin, tasarım yapanların, uygulayıcıların, kontrolörlerin, belediye, Bayındırlık ve Enerji Bakanlığı gibi bu işlerle ilgili kamu kuruluşlarında çalışan mühendis ve teknisyenlerin yani aslında hepimizin bu işe gerçekten nasıl baktığımızdır.
Mevcut bilgi ve alışkanlıklarımızın bir bölümü eskimiş ve demode olmuştur. Yeni öğrenmemiz gereken ve kendimizi yeniden uyumlamamız gereken birçok yenilik vardır.
Enerjiyi etkin kullanabilmek gerçek bir uzmanlık işidir.
Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı koordinasyonunda ve onun yetkilendirdiği kuruluşlar tarafından (TMMOB Makine Mühendisleri Odası) verilen Bina ve Sanayi Enerji Yöneticiliği sertifikalı eğitim kurslarını ilgili arkadaşlarımıza bu iş için atılacak ilk adım olarak tavsiye edebiliriz.
Türkiye'de elektrik enerjisinin tüketiciye ulaşan birim fiyatları normaldir. Avrupa ülkelerindeki ortalamalar içindedir.
Doğalgazın tüketiciye ulaşan birim fiyatları ise anormaldir. Avrupa ülkeleri ortalamalarının neredeyse yarısı kadardır. Yani % 100 fosil bazlı ve % 100 dışarıya ağımlı olan doğalgaz, Türkiye'de şimdilik devlet tarafından sübvanse edilerek kullanımı teşvik edilmektedir.
Üretiminin % 44'ü yerli, % 26'sı yenilenebilir doğal kaynaklarla gerçekleştirilen elektrik enerjisinin zayıf karnı üretiminin % 45'inin doğalgaz santrallerinde gerçekleşiyor olmasıdır.
Rüzgâr, baraj, HES ve jeotermal bazlı üretim tesislerinin teşvik edilip üretimdeki paylarının artması ve nükleer enerji santrallerinin de devreye girmesiyle doğalgaz bazlı üretimin toplamdaki oranının düşmesini ümit edebiliriz.
Her yıl yeniden milyarlarca dolar ödenerek, binlerce kilometre uzaktan getirilip, yurtiçinde milyarlarca dolarlık altyapı yapılarak dağıtılan, birçok açıdan riskli bir enerji kaynağı olan doğalgaz kazığını içimizde söküp atmak pek kolay olmayacaktır.
Ancak doğalgaz fiyatlarındaki sübvansiyonun azalacağını ve doğalgaz fiyatlarının yavaş yavaş da olsa yükselip bugünkü değerinin iki katına ulaşacağını öngörmek kahinlik olmayacaktır.
