Binaların aşırı ısıya karşı iklim kontrolü

Binaların aşırı yüksek sıcaklıklara karşı iklime dayanıklı olması için çeşitli yaklaşımlar kullanılabilir. * Bu tür seçenekler bina tasarımı (termal konforu optimize etmek için BT teknolojilerinin kullanımı dahil) ve bina zarfları (çatı, tavanlar, dış duvarlar, kapılar, konutlara giren güneş radyasyonunu azaltan güneş kontrol gözlükleri dahil pencereler – ve temeller) ile ilgilidir.

Bina tasarım çözümleri, sıcak iklimlere sahip bölgelerde yaygın olarak bulunan geleneksel özellikleri içerir, örneğin:

• Bina en boy oranı: İç mekan ve binanın dış yüzeyi arasındaki oran, güneş ısı emilimini en aza indirirken iç ısı dağılımını optimize eder.
• Mimari öğeler: Isıyı yansıtmak için tenteler, çıkıntılar, pencere tonları, portikolar, beyaz veya açık renkli dış duvarlar ve çatılar gibi özellikler.
• Güneş oryantasyonu: Doğrudan güneş ışığına günlük maruz kalmayı en aza indirmek için binayı konumlandırmak.

Yüksek teknoloji çözümleri de çok önemli bir rol oynayabilir. Bunlar, termal koşulları izleyen, klima ve havalandırmanın hassas ayarlamalarını sağlayan sensörlerin yanı sıra yalıtım koşullarına dayalı gölgeleme panellerinin gerçek zamanlı yönünü içerir. Sensörler ve dijital termal düzenleme cihazları, elektrik sistemi stresi dönemlerinde soğutma talebinin pik yükler üzerindeki etkisini azaltmaya yardımcı olan talep tarafı yönetim önlemleriyle entegre edilebilir (ayrıca bkz. enerji sektöründeki bireysel davranışlardaki değişikliklere adaptasyon seçeneği). Son teknoloji çözümlerden oluşan eksiksiz bir paketin uygulandığı bir binanın ünlü bir örneği, 2014 yılında tamamlanan Amsterdam'daki The Edge ofis binasıdır. Zarfı dinamik pencereler, otomatik gölgeler ve deplasman havalandırması içerir. Hareketi, aydınlatma seviyelerini, nemi ve sıcaklığı izleyen 28.000 sensörle bina, kullanılmayan alanlarda ısıtma, klima ve aydınlatmayı otomatik olarak kapatmak gibi enerji ihtiyaçlarına hemen uyum sağlayabilir. Ayrıca, çalışanlar çalışma alanlarında sıcaklık ve aydınlatma seviyelerini ayarlamak için bir uygulama kullanabilirler. Ek olarak, soğutma ve ısıtma, bina ile altındaki bir akifer arasındaki ısı transferleri ile optimize edilir.

Bina zarfının teknik özellikleri, iç mekan sıcaklıklarını kontrol edebilmesi için çok önemlidir. Zarfta kullanılan malzemeler ve kütleleri, iç ve dış mekanlar arasındaki sıcaklık farklılıklarının ne kadar hızlı telafi edildiği konusunda önemli bir rol oynamaktadır. Örneğin, Akdeniz'deki geleneksel kalın duvarlı binalar, modern yapılardan çok daha az klima gerektirir. Alternatif olarak, yüksek ısı direncine sahip malzemeler kullanmak, binaya giren ısıyı en aza indirmeye yardımcı olabilir. Bu seçenek, mevcut yapının orijinal yapı malzemelerinin zayıf termal özelliklerini telafi eden yalıtım katmanlarıyla güçlendirilmesi için özellikle ilginçtir.

Ayrıca, mekanik veya doğal havalandırma kullanımı veya fayans veya taş gibi yüksek termal kütleye sahip malzemelerde soğuk depolama, klima ihtiyacını azaltır. Soğuk hava deposu, soğuk hava dağıtımındaki esnekliği artırmak için bir ısı pompasıyla (muhtemelen jeotermal bir sisteme dayanarak, yeraltı ve yüzey sıcaklıkları arasındaki farktan yararlanarak) birleştirilebilir. İç mekan nemini ayarlamak, algılanan sıcaklıklar ve nihayetinde bir binanın sakinlerinin termal konforu üzerinde güçlü bir etkiye sahip olabilir.

Çatılar aynı zamanda önemli ısı değişim yüzeyleridir ve tasarımları (örneğin beyaz çatılar, yeşil çatılar) bir binanın enerji ihtiyaçlarını önemli ölçüde azaltmaya yardımcı olabilir. Örneğin, ağaçların varlığı hava akışını arttırır, güneş radyasyonunun etkisini azaltır ve aynı zamanda kentsel ısı adası etkisine karşı koymaya yardımcı olur. Aşırı ısı ile başa çıkmak için önlemler uygularken, yapı malzemelerinin ve yapı stillerinin kentsel alanların mikro iklimi üzerindeki etkisini göz önünde bulundurmak aslında önemlidir. Kentsel ısı azaltma araştırması, aşırı ısının olumsuz etkilerine karşı koymak için yansıtıcı yüzeylerin kullanımını teşvik eder. Yüzey yansıması, kentsel yüzey enerji dengesini anlamak, modellemek ve değiştirmek, şehirleri soğutmak ve dış mekan termal konforunu iyileştirmek için önemli bir parametredir (Fox ve ark., 2018). Kentsel ısı adası etkisini azaltmaya yönelik çözümlere, bina zarfı aracılığıyla iç mekan koşullarını iyileştirirken, iki şekilde yaklaşılabilir: güneş yansımasını arttırmak ve buharlaşmayı ve terlemeyi arttırmak. Bina dış cephelerinin ve kentsel asfaltlamanın güneş yansıması (albedo), ısı adası etkisini azaltmaya yardımcı olabilir. Bu, soğuk renk kaplamaları ve retro-yansıtıcı malzemeler gibi yansıtıcı kaplamalar kullanılarak elde edilebilir. Ek olarak, dikey yeşillikler, yeşil cepheler ve yeşil çatılar gibi yeşil yüzeyler ve ağaçlarla artan buharlaşma ve terleme kolaylaştırılabilir.

İklim değişikliği altındaki şehirlerin yaşanabilirliğini artırmak için yeşil altyapının kullanımı hakkında ek bilgi, İklim-ADAPT adaptasyon seçeneği kentsel yeşil ve mavi altyapıda bulunabilir.

Tarihi binalara özel dikkat gösterilmelidir, çünkü açıklanan önlemlerin çoğu, kullanılan orijinal malzemeleri ve inşaat tekniklerini korumayı amaçlayan mevcut yasa ve yönetmelikler nedeniyle geçerli olmayabilir. Tarihi yapıların özellikleri ve kültürel anlamları dikkate alınarak farklı özel müdahalelerin tanımlanması, planlanması ve uygulanması gerekmektedir. Belirli binalar için özel bir soğutma planı geliştirmek için tarihi koruma ve bina mühendisliği uzmanlarına danışmanız şiddetle tavsiye edilir. Bununla birlikte, mimari ve kültürel değerlerini korurken binaların tarihsel önemini koruyan iklim geçirmezlik çözümleri zaten mevcuttur. Bazı örnekler RIBuild projesi tarafından sağlanmaktadır.

Binaların Enerji Performansı Direktifi (EPBD), Üye Devletlerin hem konut (madde 5.2) hem de konut dışı binalar (madde 9.6a) için minimum enerji performansı gereksinimlerini uyarlamasına olanak tanır.

Bir binanın özellikleri, aşırı iç mekan ısıtmasını önleme şekli de dahil olmak üzere, genellikle inşaatçı ile binanın alıcıları arasındaki özel bir sözleşme konusudur. Paydaş katılımı, büyük kamu binaları durumunda, önerilen tasarımın maliyetlerinin standart bir binanın maliyetlerinden önemli ölçüde daha yüksek olması durumunda ilgili olabilir ve bu, kamu bütçeleri üzerindeki etkisi ve / veya taraftarın proje için yeterli finansman bulma yeteneği hakkında endişeler yaratabilir. Bahsedilen seçenekler arasında, gölgelendirme için binaların etrafında yeşil alanlar oluşturmak standart yetkilendirme sürecine tabidir. Ayrıca, alanın alternatif kullanımları yerine bu çözüm için tercihlerini ölçmek için yerel topluluklarla istişare etmeyi gerektirir. Kültürel miras kuruluşlarının ve yetkililerinin katılımı, özellikle belirli izin prosedürlerinin izlenmesi gerektiğinde, tarihi binaların yenilenmesi için gereklidir.

İklime dayanıklı bina tasarımının önündeki ana engeller ekonomik ve kültüreldir. Önerilen seçeneklerden bazıları (bina zarfları, yeşil çatılar, otomatik pencere gölgelendirme için daha kaliteli malzeme) standart bina uygulamalarından daha pahalı ve uygulanması ve bakımı daha zordur. Kültürel olarak, mimarlar yaratıcılıklarının bu çözümlerin bazılarının karmaşıklığıyla azaldığını algılayabilirler. İç mekan termal konforunu sağlamak için klimaya güvenirken, şekiller ve malzemeler konusunda tam bir seçim özgürlüğüne sahip bir bina tasarlamak, teknik zorlukları azaltan, bina maliyetlerini azaltan ve tasarım seçenekleri için estetik aralığı artıran cazip bir bakış açısıdır. Bu, özellikle gökdelenler, alışveriş merkezleri, kampüsler vb. gibi büyük bina birimleri için geçerlidir. iklim geçirmezlik çözümleri teknolojik olgunluğa ulaştığı ve teknolojik yenilikler maliyetlerini düşüreceği için bu engelin alaka düzeyinin önümüzdeki yıllarda düşmesi muhtemeldir. Bununla birlikte, şu anda klima tarafından sunulan bina tasarımındaki esnekliğin bu çözümlerle eşitleneceğinin garantisi yoktur.

Öte yandan, özellikle tek aileli evler veya küçük-orta ölçekli konut mahalleleri gibi daha küçük birimler için, iklim geçirmezlik çok uyarıcı bir tasarım zorluğunu kanıtlayabilir. AB'de konut binaları ve kentsel planlama için yeşil çözümler uygulayan, kentsel peyzajların yeşillendirilmesi, farkındalık yaratma kampanyaları ve finansal teşvikler de dahil olmak üzere bir dizi girişim var. Diğerlerinin yanı sıra, finansal teşvik örnekleri Rotterdam'da (İklim Uyum Sübvansiyonu), Hamburg'da (Hamburg’s Yeşil Çatı Stratejisi, ) ve İtalya'da (yeşil bonus) bulunabilir.  

Dahası, mevcut binalarda, özellikle kültürel miras olanlarda iklim yalıtımı, düzenlemeler ve koruma paradigmaları nedeniyle belirli zorluklar ortaya koymaktadır. Buradaki zorluk, iklim değişikliğine uyum sağlamak ile bu tarihi yerlerin özgünlüğünü ve bütünlüğünü korumak arasında bir denge bulmaktır.

Maliyetler, endüstrinin farklı olgunluğu ve yerel bina özellikleri nedeniyle uygulanan çözüme ve uygulandığı yere göre değişir. * Hamburg’s Yeşil Çatı Stratejisi vaka çalışmasına göre, yeşil çatılar net bir gelecek getirisi olan bir yatırımdır. En kapsamlı yeşil çatılar için maliyetler 40-45 € / m2 aralığındayken, yoğun yeşil çatılar yaklaşık 58 € / m2'ye mal olabilir.

Beyaz çatılar önemli ölçüde daha ucuzdur. Duvar ve çatı yalıtım fiyatları yalıtım malzemesine göre büyük ölçüde değişir, ancak genellikle metrekare başına 40 ila 100 EUR arasında değişir. * Güneş kontrol gözlükleri’ fiyatları, Avrupa evlerinde yaygın olarak monte edilen standart yalıtım gözlüklerinden karşılaştırılabilir veya marjinal olarak daha yüksektir.’ pencereleri. Bir binaya en son teknoloji ürünü iklim geçirmezlik çözümlerinden oluşan eksiksiz bir menüyü paketlemek maliyetli olabilir ve bu amaçla yeni bir bina tasarlayarak sıfırdan yapmak daha kolaydır. The Edge binasının son derece enerji tasarruflu ve termal olarak konforlu 39.673 m2 ofis alanı (artı 11.558 m2 kapalı otopark alanı) 74 milyon EUR (toplam bina maliyeti) yatırım gerektiriyordu.

Bu maliyetler, son teknoloji çözümler için çok önemli olabilecek ve hatta sıfıra yakın net enerji kullanımıyla sonuçlanabilecek enerji tasarrufu açısından hanehalkları, firmalar ve kamu idareleri bütçeleri üzerindeki faydalı etkilere karşı tartılmalıdır. Kentsel bağlamda yeşil alanların artması, sağlık, kentsel biyoçeşitlilik, sosyal etkileşimler ve estetik iyileştirmeler açısından da bir dizi ortak fayda sağlıyor.

Düzenleyici düzeyde, yukarıda belirtilen teknik çözümler bina kodlarına dahil edilebilir. Bu zaten uygulanmadığında, sıcak bir iklime sahip AB ülkeleri için bu yönde düzenleyici bir hareket tavsiye edilir.

Gözden geçirilmiş Binalarda Enerji Performansı Direktifi (AB/2024/1275), yeni binalar için enerji performansı gereksinimlerini artırmaktadır. Tüm yeni konut ve konut dışı binaların, kamu kurumlarına ait binalar için 1 Ocak 2028'den itibaren sıfır emisyonlu binalar ve diğer tüm yeni binalar için 1 Ocak 2030'dan itibaren belirli muafiyetler olasılığı ile birlikte olmasını gerektirir. * Revize edilmiş direktife göre, sıfır emisyonlu bir binanın fosil yakıtlardan kaynaklanan yerinde karbon emisyonu yoktur ve çok yüksek bir enerji performansına sahiptir .  Doğrudan yüksek sıcaklıklara adaptasyonu hedeflemese de, bu gereksinimler burada açıklanan önlemlerin yaygın bir şekilde uygulanmasını gerektirecektir.

Uygulama süresi, müdahalenin türüne göre değişir; perdeleri ve gölgeleri monte etmek için birkaç saatten, sıfırdan iklime dayanıklı bir bina tasarlamak ve inşa etmek için birkaç aya hatta yıllara kadar değişir.

Yaşam süresi, birkaç yıldan binanın kalan ömrüne kadar değişen müdahale türüne göre değişir.