Understanding Net Zero Energy Building Concept Through Precedents from Different Climate Zones

Abstract

The building sector accumulates approximately a third of the final energy consumption. Consequently, the improvement of the energy efficiency in buildings has become an essential instrument in the energy policies to ensure the energy supply in the mid to long term moreover is the most cost effective strategy available for reducing carbon dioxide emissions. The International Energy Agency asserts that `energy efficiency improvements in buildings, appliances, transport, industry and power generation represent the largest and least costly savings' in emissions. Much of the stress people impose on the earth is manifested in the way architects design, construct, and use in built environments; that means buildings and cities must play a vital role in shaping sustainable future. Net zero energy buildings are tools in shaping this future. They are as much representatives of a global approach to build environment as they are exemplary buildings. The lessons they can teach about the power of integrated design and delivery, and about the true interconnectivity between human built environment and the natural world, can be applied to a diverse range of sustainable solutions, such as net zero waste and sustainable water balances in buildings and communities. There is a powerful synergy between net zero energy objectives and other holistic sustainable goals. They all require a focus on performance and an integrated delivery process. Many strategies that reduce energy use can also have a positive impact on indoor environmental quality and, thus, the health and well-being of occupants. The net zero energy approach can be taken to any scale and positively affect the way build and live in communities and cities. One of the ways to introduce net zero energy is through a simple conceptual equation, which states that net zero energy equals the accumulation of passive design plus energy efficient building systems plus renewable energy systems, all over an integrated process. On the other point of view designing and building a net zero energy building means that from beginning, energy demands and energy generation must be consistently kept in balance. This thesis specified some of design requirements of energy efficiency to reach the most cost effective technique intended for minimizing carbon dioxide emissions. Moreover this thesis mostly focused on evaluation of some design requirements of net zero energy building in different climate zones by goals of understanding which kind of requirements better fit each building’s unique climate zone. Keywords: Net zero energy building, Energy efficiency, Design requirement

ӦZ: İnşaat sektörü, enerji tüketiminin yaklaşık olarak üçte birini oluşturmaktadır. Sonuç olarak, binalardaki enerji verimliliğinin artması, uzun vadede mevcut olan enerji gereksinimini sağlamak adına önem teşkil etmekle birlikte, karbondioksit emisyonlarının maliyetinin azaltılması adına çok önemli stratejik bir enerji politikası sağlamaktadır. Uluslararası Enerji Ajansı "binalardaki enerji verimliliğini iyileştirmek, ev aletlerinde, ulaşımda, sanayide ve enerji üretiminde en düşük maliyette enerji tasarrufu ile gerçekleşebileceğini’ ileri sürmektedir. İnsanın stres durumunun mimari çizimlerine yansımakla birlikte, inşaat ve çevreye uygulayacağı mimari binayı oluşturmada bunu yansıtabileceği görülebilmekte; bu da binaların ve şehirlerin geleceğini sürdürülebilmesinde ve şekillendirebilmesinde hayati bir rol oynadığı anlamına gelmektedir. Net sıfır enerji binaları, geleceğin şekillenmesinde önemli araçlardandır. Bu tarz binalar küresel gelişimde örnek teşkil eden yapılardır. Bu tarz binalar bütünleşmiş tasarım gücünü öğretebilmekte, doğal dünyada insan ve çevre arasındaki doğru birleşimi ve çözümü uygulayabilmektedir. Buna en güzel örnek de boşa harcanmayan sıfır tüketimli ve su tasarruflu binalardır. Net sıfır enerji hedefleri ve diğer bütüncül sürdürülebilir hedefler arasında güçlü bir sinerji vardır. Hepsi performans ve bütünleşmiş teslim işlemi gerektirir. Enerji kullanımını azaltmak, kapalı çevre kalitesi üzerinde olumlu bir etkiye sahip olabileceği gibi, sağlık ve refahı da sağlayabilmektedir. Net sıfır enerji yaklaşımı her ölçekte alınabilen ve olumlu etkilerle yaşanabilir toplumlar ve şehirler inşa edebilmektedir. Net sıfır enerji tanımını anlamanın en basit kavramsal yolu şu şekilde izah edilir; pasif tasarım, verimli enerji sistemleri ve yenilenebilir enerji sistemlerinin entegreli bir şekilde çalışması sürecidir. Bir başka görüşle izah edilecek olursak, net sıfır enerji binasının yapılma sürecinin ilk aşamasından itibaren, enerji taleplerinin ve olası enerji gereksinimlerinin veyahut üretiminin dengede tutulması ön plandadir. Bu tez karbondioksit emisyonlarını en aza indirmek için tasarlanmış en uygun maliyetli tekniğe ulaşmak için enerji verimliliğini ve tasarım gereksinimlerinin birkaçı üzerinde durdu. Ayrıca bu tez’de, net sıfır enerji binasının farklı iklim bölgelerinde farklı amaçlar doğrultusunda her binanın bazı tasarım gereksinimleri üzerinde durulmuştur. Anahtar Kelimeler: Net sıfır enerji binaları, Enerji verimliliği, Tasarım gereksinimi