Konut Üretiminde Dikkate Alınması Gereken Kriterler ve Enerji Verimliliği

Celal OKUTAN, Makina Yüksek Mühendisi, Okutan Mühendislik

Apartman, ev, villa yapımında yatırımcıların tasarım ve uygulayıcıların dikkate alması gereken analiz ve kriterlerin başında toplu yaşam kuralları gelmelidir. Bu amaçla ülkede toplu yaşam şartları, geçerli yasalar, örf ve adetler kullanıcının görgü ve düzeyi sağlıklı analiz edilmeli, bu değerlendirmelere göre yapı üretilmelidir.

Bir yatırımda öncelik maliyet ve buna bağlı üretim geliri düşünüldüğü ve öncelikli olduğu takdirde başlangıçta cazip görülen yapılar kullanımda kısa sürede sahiplerine büyük sorunlar çıkarabilir. Her ne kadar kat mülkiyeti kanunu, imar yasaları, yerel yönetim yönetmelikleri bu hususlarda tüketiciye yardımcı olmakta ise de komşunuzun yaşam düzeyi, görgüsü, ikili ilişkileri bile sizi, arzuladığınız tarzda yapınızda yaşam konforundan uzaklaştırır. Bu nedenle Amerika’da kooperatif kondaminyum, apartman ve villalar için hukuki usul ve koşullar geçerli olmuştur. Amerika’da siz emlakınızı istediğinize satamaz veya kiraya veremezsiniz. Yönetimlerin muvafakatı zorunludur. Bu anlamda bir konut alırken bile hukuki prosedür ve karşılıklı anlaşmaların şartları karşınıza çıkmaktadır.

Ülkemizde yazlık ev ve villalarda bu sorun ile çok fazla karşılaşılır, komşunuzun görgü ve yaşam düzeyi ne olursa olsun kısa bir süre içinde geçimsizlik ve uyumsuzluklarla karşılaşabilirsiniz, balkondan balkona atlayıp, sizinle sohbet etmek isteyen veya tavla oynamaya gelen komşu adedi fazladır. Yazlıklarda Ortak gider sorunları daima itilafa yol açar. Bahçenize dikip, büyüttüğüüz bir ağaçı komşunuz görüntüsü gerekçesiyle siz yokken ağaçı kökünden kesip oldu bittiye getirebilir. Buna benzer otopark yeri, ortak su kullanımı yöntemi, çöp, duş, gürültü ve benzeri birçok sorun haklı haksız dizi dizi karşınıza çıkmaktadır. Bu yönleri ile apartman, ev ve villalarda kullanım öncesi yönetim planlarının çok sağlıklı yapılması, dolayısıyla tasarım analizlerinin dikkatli yapılması gerekir.

En sağlıklı yaklaşım müstakil ev ve villa tasarımı olup, karşılaşılacak sorunların çoğu elemine edebilirsiniz. Ancak bu tür müstakil konutlarında tasarım ve işletmesinde bir çok sorunlar görülür. Özellikle lüks konutlarda tasarım analizlerinin çok iyi yapılması, dizayn kriterlerin sağlıklı belirlenmesi yararlıdır. Konut dizaynı mimari, mekanik tesisat, elektrik tesisatı ve zorunlu standartlar yönünden en zor bir tasarım sayılır. Mimaride iç mekan zenginliği, yapı formatı cephe ve görünümler, oriyantasyon ve ekolojik koşullar önemli olduğu kadar ıslak hacimlerin, mutfakların, iş odalarının tertibi ilişkileri, salonlarla, yatak odaları ayrımları, formları çok önemlidir.

Son yıllarda mekanik tesisat ve elektrik tesisatı bakımından akıllı bina yakıştırması ile enerji, çevre, yangın, deprem, hijyen, sağlık sorunları zorunlu standartlar kapsamında gündeme gelmiş uluslararası yapı kodları dikkate alınmaya başlanmıştır. Bu anlamda mekanik tesisatta tasarım konsepti ve sistem seçimleri önem kazanmıştır. Örneğin akdeniz bölgesinde; müstakil 250 m² lik bir villayı ele aldığımızda, girişi, salonu, mutfağı, yatak odaları, banyo, wc, müştemilat hizmet bölümü ayrıca bahçesi, yüzme havuzu olan bu binada aşağıda yazılı sistem seçimleri değerlendirilmeli ve tasarım kriterleri belirlenmelidir.

Mimari yerleşim yönünden değerlendirilmeli, alt yapı girdileri bilinmelidir. Güneş kuşağında olan ülkemizde klimatolojik şartlar kapsamında yaz-kış iklim şartları, güneş ve rüzgar etkileri, kullanım süreçleri tesbit edilmelidir. Ayrıca hijyen, sağlık, iç hava koşulları, doğal havalandırma ve aydınlatma koşulları değerlendirilerek, zorunluluklarına uyulmalıdır. Ayrıca yapının yaz-kış iç konfor şartları dikkate alınarak yapıda ısıtma, havalandırma, klima sistemleri belirlenir, özellikle yapının dış kabuk, çatı ve toprağa oturan döşemelerinde, giriş çıkışlarda, cam fasatlarda pencerelerde izolasyon etüdleri yapılması enerji savurganlığını önleyecek ısı, nem, su akustik yalıtım önlemleri alınması uygun yapı elemanları, yapı bileşenleri seçilmesi gerekir. Bu anlamda düşük enerji kullanımı ile en iyi konforu sağlayan ekonomik çözümler üretilmeli, enerji sarfiyatı CE-EN standartlarına uygun 60 kw/hm², yılı aşmamalıdır. Isıtma, havalandırma, klima sistemlerinde yerine göre elektrik, LPG, fuel-oil, doğalgaz yakıt olarak kullanılabilir. Güneş teknolojisinden yararlanmalı, ısıtma ve sıcak su üretimi, havuz ısıtmasında kullanılmalıdır. Bu doğrultuda kullanımı kolay, güneş kollektörleri ile bağlantılı sıcak su üreticileri (kazan) kullanmak elektrik, enerjisi heat-pumplı klima ünitelerinden daha kullanışlı ve ekonomik görülebilir. Ancak bazı kullanım koşullarında kesikli ve sadece yaz işletmesi uygulanan yapılarda elektrikli ısıtıcılarda tercih edilebilir. Bu husus mekanik tesisat sistemleri seçiminde ilk etüd ve analizleri zorunlu kılmaktadır. Şayet bir merkezi kazan sistemi seçilmiş ise bununla bağlantılı yakıt sistemi doğalgaz, mazot, LPG, CNG veya elektrikli olabilir. Bu sistemle ısıtma ve soğutma sistemleri tamamen ayrılmalıdır. Mutfakta doğalgaz LPG, LNG veya elektrik uygun olacaktır.

Yazlık yapılarda dış hava koşulları dikkate alınarak doğal havalandırma öngörülmeli, pencerelerin açılabilir olması sağlanmalıdır. Yapının salon-mutfak bölümleri ile yatak odası, banyo bölümleri birbirinden müstakil ısıtılıp soğutulmalı, bu uygulamada akustik önlemler otomatik kontrol sistemleri öngörülmelidir. Bu tür ayrımlar dikkate alınarak ısıtma ve soğutmada split cihazlar heat-pump sistemleri, geri kazanımlar, VRV uygulamaları, toprak ve su kaynaklı heat-pump sistemleri etüd edilmeli müstakil veya birbirine eşgüdümlü seçilmelidir.

Yazlıklarda yapının en az iki günlük su ihtiyacını karşılayacak suyu depolanması, şartlandırılması ve basıçlandırılması gerekir. Bahçe suyu yazlık kampüslerin merkezi su sistemine bağlı olması, hatta yapı kullanım suyununda bu tür merkezi depolama ve basınçlandırmasından yararlanması, sayaç kontrollu olması, tüketim ve satış bedelleri yönünden sayaçların ayrılması yararlıdır.

Evler için geçerli ‘BMS’ otomasyon sistemleri çok gelişmiştir. Güneş önleyici perde ve panjurlar, güvenlik önlemleri gibi akıllı bina girdileri dikkate alınarak çok sofistike ve komplike olmamak kaydıyla seçim yapılmalıdır. Enerji verimliliğine dönük teknoloji çok gelişmiştir. Buna paralel pazarlama stratejileride her noktada enerji verimliliğini slogan haline getirmekte satıcılar tasarruf imkanlarını önermektedir. Esas olan insan tabiatına uygun fazla sofistike olmayan kullanılabilir sade, ekonomik sistemlerin seçimi olmalıdır.

Enerji Verimliliği
Yapı teknolojisinde geleneksel anlamda bilinen enerji kavramı yapının ısıtılıp, soğultulmak ve havalandırmak suretiyle iç konforunun sağlanması için tüketilen yakıt ve elektriktir. Günümüzde doğal gaz bunlar içinde en verimli kullanılabilen ve yüksek kalite sağlayan yakıt sayılır. Bu yakıtların yanma şekillerinde yüksek teknoloji kullanılması ve geri dönüşüm olanakları yaratılması yakıt verimliliği sağlayacaktır. Ancak yakıtın ülke öz kaynaklarından sağlanabilmesi, çevreye zarar vermemesi, uzun vadeli, yatırımlara izin vermesi, mümkünse yenilenebilmesi ve güvenli olması gerekmektedir. Bu doğrultuda gerekli önlemlerin alınması, toplumun bilinçlenmesi yanısıra etkin karar ve denetleme mekanizması kontrolunda teşvik ve cezaları içeren devlet yaptırımı lüzumludur.

Ülkemizin coğrafi durumu, dört mevsim olanağı, güneş kuşağında bulunuşu, doğal imkanları dikkate alınarak, yenilenebilir enerji kaynaklarına yönelik çeşitli teşvik yöntemleri uygulanmalıdır. Bunların başında pasif güneş evleri ve enerji tasarrufuna yönelik mimari yaklaşımlar gelmektedir. Ancak bu araştırmalar sağlıklı yapılmadığı takdirde tasarımda garip fantazilere yol açabilir. Uygulamada çok başarılı görülmesine karşın kullanıcıların yaşadıkları ortamlarda sabahtan akşama kadar pencereyi aç, fanı çalıştır, panjurları kapa, çatıyı ört gibi uğraşısı çok zordur. Özellikle alt yapısı mükemmel, arazisi büyük müstakil evler için çok popüler olan bu yaklaşımların çarpık ve kesif bir yerleşim sergileyen büyük şehirlerimizin yapıları için uygulama olanakları çok dikkatli değerlendirilmelidir.

Bir yapıda doğal konfor imkanların sağlanmasına yönelik en etkili yöntem mimari tasarım sayılır. Arazi, çevre, iklim gibi etmenler yapı mimarisini biçimlendiren tasarım ilkeleridir. Yapı teknolojisi, yapı fiziği, yapı biyolojisi, yapı estetiği ve yapı konforunun ana kriterleri yapı mimarisinin tasarımını etkiler. Güneş, rüzgar, yağmur etkilerinden korunan, çevre koşulları ile iç hava konforunu sağlayan, yapay olanakları sınırlayan mimari tasarım; yapı formu, oriyantasyonu, ihtiyaç programına uygun mekan oluşumu yanısıra kabuk yapısı, pencere, duvar, çatı, döşeme malzemelerinin yapı bileşenlerinin, yalıtım katmanlarının uygun seçimiyle değer kazanır. Örneğin konutlarda kuzeye bakan salon yerine az kullanılan depo ve benzeri hacimleri koymak, çatı yerleşimini güneş ve rüzgara göre ayarlamak, cam alanları ayarlamak, doğal havalandırma ve aydınlatma sağlamak yapılarda enerji tasarrufu sağlar. Ülkemizde bu bakımdan mimarlara sorumluluk getiren yasal düzenlemeler yapılmalıdır. Ayrıca toplumumuz yapı mimarisine etkin olabilme yetki ve gücünden halen yoksundur. “Bu nedenle senenin 360 günü güneş gören yazları sıcak yörelerde piramit cam kültür merkezleri inşa edilebilmektedir.” Önlem olarak ülkemizde geçerli yapı tasarım, inşa ve kullanımla ilgili yasalar 1970 yılları Roma Anlaşması gereği Avrupa Birliği standartlarıyla uyumlu hale getirilmelidir.

Bir yapının enerji üretim ve tüketiminde yöre iklim koşulları çok önemlidir. Dört mevsim yaşayan ülkelerde dış hava sıcaklıkları yanısıra güneş, rüzgar, yağmur, rutubet ve yükseklik etkileri dikkate alınmalıdır. Yapının inşa edileceği arazinin durumu, çevre yapıları, yeşil doku ve yerleşimde yapılaşma yoğunluğu ve oriyantasyonu yapı üretiminde enerji ekonomisine etken parametrelerdir.

İklim verilerine dayalı; ısınma günleri ortalama dış sıcaklıklarına göre optimize edilmiş dizayn sıcaklıkları ekstrem değerlerden daha geçerli olmalıdır. Ayrıca yörenin gece gündüz –sıcaklık farklılıkları, rutubet, rüzgar, yerleşim durumları, işletme şartları, süreklilik ve kesikli servis imkanları tasarımcılara dizayn sıcaklıklarında düzeltme faktörlerini uygulama olanağını sağlar. Yapı mekanlarının fonksiyonel kullanım süreçleri, iç sıcaklık ve konfor salınımları, ara mevsimlerdeki dış hava değişimleri tasarımcıya statik ve destek ısıtma imkanlarını verir. Özellikle ısıtma, havalandırma ve klima sistemlerinin uygulanmasında, statik ısıtmanın konfora dönük sıcaklık farklılıkları değişebilir. Bu yönleri ile Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü istatistikleri yeniden değerlendirilerek iklim verileri ve tasarım dış sıcaklıkları ülke koşullarına uygun yeniden değerlendirilmelidir.

Enerjinin son dönüşümü olan ısının; yapı teknolojisinde etkili ve ekonomik kullanımı, yeterli enerjinin verimli üretimi akılcı tüketimi ile mümkündür. Bu yönleri ile yakıt ve yakacakların üst ısıl değerlerinde %100 verimliliğe ulaşan üreticiler geliştirilmiş, tüketim ısıl yüklere, işletmeye ve zamana bağlı olarak otomatik kontrol altına alınmıştır. Son yıllarda gelişen teknoloji; ısıtmada düşük sıcaklıklara yanma teknolojisine uygun maksimum verimli kazanlara yönelmiş, yoğuşmalı kazanlarda enerji ekonomisi sağlanmıştır. Bu gelişimde çevre dostu yakıtlar, Toyota iklim konferansı şartlarına uygun CO2 emisyonları NO, CO, sülfür sınırları eski klasik kazan devrini kapatmış modern kazan endüstrisini, yoğuşmalı kazanları, baca tekniklerini ve en önemlisi verimli yanma teknolojisini gündeme getirerek brülör üretiminde büyük aşamalar sağlamıştır.

Yapılarda ısıtma amaçlı enerji üretimi genellikle sıcak su üreten kazanlarla sağlanmaktadır. XX. yüzyılda tercih edilen 90/70ºC sıcak su sistemleri günümüzde orta kapasiteli bölgesel ısıtma dahil yapılarda 75/55ºC akışkanlara dönüşmüş, ısı taşınımında zonlamalar basınçlandırma, debi kontrollu pompaj sistemleri önem kazanmıştır. Özellikle ısı kayıp ve kazanç hesaplarında belirlenen mühendislik yüklerinin enerji etüdlerinde gerektiğinden fazla olduğu belirlenerek kurulu yükler %65-70 işletme yükleri ise %50-55 sınırlarına çekilmiştir. Bu yaklaşım yapı teknolojisinde statik ve destek ısıtma imkanlarını sağlamış, boyler, eşanjör ve ısıtıcılarda değişimlere ve verim artımlarına neden olmuştur. Üretim, taşınım ve tüketimde başlayan gelişim eşanjörler, ekonomizerler ve geri kazanım sistemlerinin etkileme alanlarını geliştirmiştir.

Yapının mekanik tesisatı yanısıra büyük bir enerji tüketimine yol açan elektrik tesisatı, yapı içi cihazlar, aydınlatma, ev aletleri gibi elektrik tüketimini zorunlu kılan sistemleri içerir. Bu tüketimde enerjinin verimli kullanımı, kaçakların azaltılması, otomatik kontrol, gereksiz ısıl dönüşümlerini önlemeye yönelik kalite kontrol sistemleri, enerji, çevre ve tüketiciyi korumayı sağlayıcı olmalıdır.

Isıl enerjinin taşınımı, hava, sıcak su, buhar ve kızgın su vasıtasıyla yapılır. Kalorifer sistemlerinde uygulanan düşük sıcaklık sistemleri, uygun dağıtım, enerjinin etkin kullanımına yönelik sistemlerdir. Taşıyıcı akışkan gidiş-dönüş sularının sıcaklık farklılıkları, akış hızları boru çapları, termostatik vana ve kollektör düzenleri uygun ve doğru sistem seçimleri ile enerjide ekonomi sağlanır. Bu amaçla pompa devreleri otomatik kontrol yöntemleri, balans vana uygulamaları, dış sıcaklık ve konfor sıcaklığına bağlı otomatik kontrollar yararlıdır. Ayrıca ısıl dönüşümleri sağlayan plakalı eşanjör sistemleri, sıcak su jenerasyon tesisatları, su sıcaklıkları sınırlamaları, sirkülasyon suyu sıcaklık kontrolu, tekrar ısıtma yöntemleri enerjinin akılcı kullanım örnekleridir.

Enerji taşınımında en önemli tüketim pompa elektrik sarfiyatından kaynaklanan elektrik yükleridir. Sistemlerde uygun pompa seçimleri gereksiz emniyet faktörlerinden arınmalıdır. Ayrıca sistemde direnç ve basınç kayıplarına yol açan kollektör, vana, dirsek vb. armatürlerin azaltılması yararlıdır. Ring devrelerinde, seri bağlanan pompa karakteristiklerin doğru belirlenmesi enerji ekonomisi sağlamaktadır. Diğer önemli husus boru, vana, kanal ve cihazlarda ısı enerji kayıplarına neden olan kayıplarıdır. Tesisatta önemli bir savurganlığa yol açan bu kayıpların uygun tip ve şekilde yalıtımı gerekir. Günümüzde atık su, kondens, ısı yalıtımları için doğru ve sağlıklı malzemeler kullanılmalıdır.

Yapıda yalıtım, ısı enerjisi savurganlığının en büyük önlemidir. İklim koşullarına uygun yalıtım; iç ortamlarda ısı kayıp ve kazançlarını sınırlar. Ancak yalıtım yapı kabuğunun nefes almaz ve doğal ışıktan ve güneş ışınlarından mahrum şekilde izolasyon anlamına gelmemelidir. Uygun yalıtım kışın ısı kayıplarını minimize etmek yazın kazançları azaltmak amacıyla kullanılır. Bu doğrultuda yapı yalıtım katmanlarının yapı bileşenleri ve yapı malzemeleri ile birlikte uyumlu seçimi zorunludur. Ayrıca yalıtım, bina kabuğu yüzeylerinde ısı geçirimi dolayısıyla oluşan ısı kayıp ve kazançlar yanısıra yağmur suyu ve buhar nedeniyle oluşan yoğuşmayı sınırlamak amaçlı kullanılmaktadır. Bunun dışında akustik, ses, titreşim ve tozsuzlaşma amacıyla yalıtım uygulamaları yapılmaktadır. Yapı kabuğu yapılarda temel fonksiyonları yönünden; içinde yaşayanları için barınak olma, sağlamlık, rijitlik, güvenirlik ve yaşanabilirlik sürekliliğini sağlar. Ayrıca dış hava etkenlerinden ısı, hava, nem akışı, su hareketinin kontrolu, iç hava kalitesi, yangın ve doğal afetlere direnç olanaklarını taşır. Bu tür yapı kabuğunda estetik, akustik ve yatırım verimliliği kurallarına uygun ekonomi aranır. Yapıların yalıtımında binanın temelinden başlayarak, bodrum döşemeleri, su basma düzeyleri bodrum duvarları, dış duvarlar, çatılar, çatı döşemeleri, konsol döşemeler, pencere, doğrama ve parapet kolon, kiriş ve hatıl bağlantıları, duvar-çatı, duvar-kolon, duvar-kiriş noktaları dahil olmak üzere yapının bütün dış yüzeylerinde yalıtım yapılmalıdır. Yalıtım uygulamalarında, nem kontrolu, havalandırma kanallarında, haşere, mantar, gaz, toksin, donma önlemleri, yapı elemanlarında yoğuşma, güneş ısınım etkisi, radyasyon, hava enfiltrasyonu, sızıntı olanakları, camlardaki iletim, taşınım, güneş ısınımından etkileşim, yağmur, su, difizyon ve ısıl köprülerin zararlı etkileri dikkate alınmalıdır.

Isı yalıtımı ile sağlanan enerji savurganlığının önlenmesi yanısıra enerjinin etkin kullanımı ve yapıda enerjinin geri kazanım ISIL KÜTLE olanakları ile mümkündür. ISIL KÜTLE terimi genellikle, malzemelerin ısıl enerjiyi depolamaları ve yapı elemanı üzerinden ısı geçişini geciktirme amaçlı yapı bileşenlerinin karakteristiklerini vurgulamak için kullanılır. Bu tür geciktirme üç önemli sonuca yol açar. Birincil olarak ısıl kütle öncelikli ısı geçişini geciktirir. Ikinci olarak gecikme nedeniyle dış ortamdaki sıcaklık salınmaları etkisiyle oluşan iç konfor sıcaklığını belirli düzeyde sabit tutar. Üçüncü olarakta sıcak ve soğuk iklim şartlarında bina için enerji tüketimini kısıtlayarak binanın enerji ihtiyacını pik ısıl yük sınırından aşağıya çeker. Yalıtım yönetmelikleri ülkemizde farklı kuruluşlar tarafından değişik zamanlarda çıkarılmış, birbirinden kopuk uygulamalara neden olmuştur. Bu nedenle ülke çapında iklim bölgelerine uygun yalıtım standartlarının yenilenmesi gerekmektedir.