The use of LCC and optimisation in determining optimum insulation thickness: Case of Ankara, Turkey
Şeyda EMEKÇİDepartment of Architecture, Ankara Yıldırım Beyazıt University Faculty of Architecture and Fine Arts, Ankara, TurkeyIn energy-efficient design, the thickness of the building’s insulation is a critical factor. Because the material is thicker than the optimum level, the initial investment costs of the structure rise, whereas the running costs of the building rise if the level is thinner. For this reason, the thickness of the optimum insulation must be calculated correctly in the early design process. Previous research attempted to solve this problem by calculating the optimum insulation thickness for a 10-year period while only considering the external wall. However, structures should be addressed as a whole, and the economic life cycle for residential buildings has been specified as 30 years in Article 2 (14) of the Energy Performance of Buildings Directive. This study aims to uncover the most optimum insulation thickness with the correct lifespan in terms of life cycle cost by addressing the entire building and demonstrating the inaccuracy of prior studies with the novel methodology based on life cycle costing and optimization algorithms. In the study, thirty different insulation thicknesses and two different materials have been used. The new methodology has been applied to the mass housing unit constructed in Ankara in the last 10 years to give information about insulation thicknesses used in the Turkish housing environment. Optimum insulation thicknesses based on the third climate zone for a period of 30 years are calculated as 0.12 m for the external walls. This study reveals that accurate calculations using the right lifespan will result in huge savings in energy and cost. In the case study, which was selected by applying the optimum insulation thickness, the annual energy expenses are decreased by 13%. These findings have indicated that for buildings constructed in the third climatic zone, the optimal insulation thicknesses should be reviewed. The results of the methodology may be utilized as important inputs throughout the decision-making processes of the construction sectors.
Keywords: Energy efficiency, life cycle costing, lifespan, optimisation, optimum insulation thicknessOptimum Yalitim Kalinliğinin Belirlenmesinde Yaşam Döngüsü Maliyet Analizi ve Optimizasyon Kullanimi: Ankara Örneği, Türkiye
Şeyda EMEKÇİAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiIsı yalıtımı, tüm dünyada enerji verimliliği kavramı ile bağlantılı olarak geliştirilen en önemli politikalardan biridir. Isı yalıtım malzemesinin doğru kalınlıkta kullanılması, bina enerji verimliliği için çok önemlidir. Çünkü yalıtım malzemesi optimum seviyeden daha kalın ise binanın ilk yatırım maliyetini artırırken, bu seviyeden daha ince ise binanın işletme maliyeti yükselir. Bu nedenle erken tasarım aşamasında optimum yalıtım malzemesi kalınlığının hesaplanması gerekir. Bu sorunun çözümü için önceki çalışmalarda 10 yıllık optimum yalıtım kalınlığı hesaplanmış ve sadece dış duvar dikkate alınmıştır. Bununla birlikte, bina bir bütün olarak ele alınmalıdır ve ekonomik yaşam döngüsü, Binaların Enerji Performansı Direktifi Madde 2 (14) 'de konutlar için 30 yıl olarak belirlenmiştir. Bu çalışma, yaşam döngüsü maliyeti ve optimizasyon algoritmalarına dayalı yeni metodoloji ile tüm binayı ele alarak, maliyet açısından doğru malzeme ile en optimum yalıtım kalınlığını bulmayı ve önceki çalışmaların yanlışlığını ortaya koymayı amaçlamaktadır. Çalışmada otuz farklı yalıtım kalınlığı ve iki farklı malzeme kullanılmıştır. Araştırma aynı zamanda gerçek konut projesini bir vaka çalışması olarak analiz ederek Türkiye konut ortamında kullanılan yalıtım kalınlıkları hakkında bilgi vermeyi amaçlamaktadır. 30 yıllık süre için üçüncü iklim bölgesi bazında optimum yalıtım kalınlıkları dış duvar için 0,12 m olarak hesaplanmıştır. Bu çalışma, doğru kullanım ömrü kullanılarak yapılan hesaplamaların enerji ve maliyette büyük tasarruflar sağlayacağını ortaya koymaktadır. Optimum yalıtım kalınlığı uygulanarak seçilen vaka çalışmasında yıllık enerji giderleri %13 oranında azaltılmıştır. Bu bulgular, üçüncü iklim bölgesinde inşa edilen binalar için optimum yalıtım kalınlıklarının gözden geçirilmesi gerektiğini göstermiştir. Bu sonuçlar, üçüncü iklim bölgesinde inşa edilen binalar için optimum yalıtım kalınlıklarının gözden geçirilmesi gerektiğini göstermiştir. Modelin çıktıları, inşaat sektöründe karar alma süreçlerinde yaygın olarak kullanılan değerli girdiler olarak kullanılabilir.
Anahtar Kelimeler: enerji verimliliği, yaşam ömrü, optimum yalıtım kalınlığıManuscript Language: English
