Optımızatıon of coolıng energy consumptıon and thermal comfort ın exıstıng resıdentıal buıldıngs agaınst clımate change: A case study ın Medıterranean clımate

Abstract

The built environment is at risk of facing significant impacts due to climate change and extreme weather occurrences. An adverse consequence of climate change on the construction industry is the degradation of thermal comfort within buildings, leading to increased energy usage for air conditioning. Because existing residential buildings are unprepared for the future climate. The Mediterranean climate is one of the climate classes that will be mostly affected by the global climate, especially in terms of temperature increases. Yet, to access sensitive and accurate climatic data and find the best retrofit scenarios is problematic. Two IoT devices were used in this study to overcome this problem. This study aims to observe and minimize the energy consumption and thermal heat comfort of the flat on the ground floor of a 3-story residential building located in Aydın province, which has a Mediterranean climate, against climatic conditions. In the study, climate predictions for 2049-2050 and 2079-2080 were also made, and it was investigated whether the currently optimized building would remain optimized in future climate conditions. According to the results, while the cooling energy consumption of the currently optimized building decreased by 43% compared to the base case, it decreased by 25% according to the 2049-2050 climate predictions and by 8% according to the 2079-2080 climate predictions. There was no visible change in discomfort hours. In the separate optimization results for the 2049-2050 and 2079-2080 periods of the building, which could not remain optimized according to future climate conditions, a 30% and 21% decrease in cooling energy consumption was observed, respectively, compared to the base case. There was no visible change for discomfort hours. According to this study, it was concluded that the building should be re-optimized in future climate scenarios.

İklim değişikliği ve aşırı hava olayları, yapılı çevrede ciddi sonuçlar doğuracak potansiyel sorunlar olarak görülmektedir. İklim değişikliğinin yapı sektörü üzerindeki olumsuz etkilerinden biri binalardaki ısıl konforun bozulması ve iklimlendirme için daha fazla enerji tüketilmesidir. Çünkü mevcut konut binaları geleceğin iklimine hazırlıksızdır. Akdeniz iklimi küresel iklimden özellikle sıcaklık artışlarından en çok etkilenecek iklim sınıflarından biridir. Ancak hassas ve doğru iklim verilerine ulaşmak ve en iyi güçlendirme senaryolarını bulmak sorunludur. Bu sorunun üstesinden gelmek için bu çalışmada iki IoT cihazı kullanıldı. Bu çalışmanın amacı Akdeniz iklimi'ne sahip Aydın ili'nde bulunan 3 katlı bir konut binasının zemin katındaki dairenin iklim koşullarına karşı enerji tüketimini ve termal ısı konforunu gözlemlemek ve minimize etmek için optimizasyon çalışması yapılmasıdır. Çalışmada aynı zamanda 2049-2050 ile 2079-2080 iklim tahminleri yapılmış olup, mevcut durumda optimize edilmiş binanın gelecek iklim koşullarında da optimize kalıp kalmayacağı araştırılmıştır. Sonuçlara göre mevcut durumda optimize edilmiş binanın soğutma enerji tüketimi mevcut konuta göre 43% azalırken, 2049-2050 iklim tahminlerine göre 25%, 2079-2080 iklim tahminlerine göre ise 8% azalmıştır. Rahatsızlık saatlerinde gözle görülür bir değişim olmamıştır. Gelecek iklim koşullarına göre optimize kalamayan binanın 2049-2050 ve 2079-2080 dönemleri için ayrı ayrı yapılan optimizasyon sonuçlarında mevcut durumdaki konuta göre soğutma enerji tüketiminde sırasıyla 30% ve 21% azalma gözlemlenmiştir. Rahatsızlık saatleri için gözle görülür bir değişiklik olmamıştır. Bu çalışmaya göre binanın gelecek iklim senaryolarında tekrar optimize edilmesi sonucuna ulaşılmıştır.