Aydınlatma enerji performansının belirlenmesinde yeni standart: TS EN 15193-1

Metin: Alpin Köknel Yener1, Özlem Sümengen2, Seda Kaçel3, Aybike Kılıç4

1. Giriş

CEN/TC 169 “Light and lighting” Işık ve Aydınlatma Teknik Komitesi tarafından hazırlanarak CEN tarafından 27.02.2017 tarihinde onaylanan EN 15193-1 standardı, Türk Standartları Enstitüsü Teknik Kurulu’nun 31.07.2017 tarihli toplantısında Türk Standardı olarak kabul edilerek yayımına karar verilmiştir ve yürürlükte olan TS EN 15193: 2008 Standardı iptal edilmiştir. Bu standart, binanın bulunduğu yöre, yönlenme, güneş kontrolü sistemi gibi değişkenleri önceki standarttan daha ayrıntılı bir şekilde ele alarak aydınlatma enerji performansının belirlenmesinde günışığı etkisinin daha gerçekçi bir biçimde hesaplamalara dahil edilebilmesini sağlamaktadır. Konut binalarının aydınlatma enerji performansının hesaplanabilmesi için gerekli kabullere de yer verilerek önceki standartta kapsam dışı bırakılan konut tipolojisi bu versiyona dahil edilmiştir (TS EN 15193-1: 2017), (CEN/TR 15193-2 Technical Report 2017).

2.1 Yıllık aydınlatma enerji gereksiniminin belirlenmesi

Binada ele alınan herhangi bir hacim veya bölümde yıllık toplam aydınlatma enerjisi gereksinimi aşağıdaki eşitlikle hesaplanabilmektedir.

WL,t  = {( Pn x Fc) x [(tD x Fo x FD) + (tN x Fo)]} / 1000 (kWh)      (1)

WL,t : Yıllık aydınlatma enerjisi gereksinimi (kWh)

Pn : Bir hacim veya bölüme ilişkin toplam kurulu aydınlatma gücü (W)

Fc : Sabit aydınlık faktörü

Hacimlerde sabit aydınlık düzeyi sağlayan loşlaştırılabilir bir kontrol sisteminin mevcut olması durumunda sabit aydınlık faktörü Fc değerinin hesaba katılması gerekmekte, loşlaştırma yoksa Fc =1 alınmaktadır.

tD : Gün saatleri kullanımı (h)

Fo : Kullanıma bağlı faktör

FD : Günışığı bağımlılık faktörü

tN : Gün saatleri dışında kullanım (h)

Bina tipolojisine bağlı olarak yıllık kullanım süreleri ve tD, tN değerleri TS EN 15193-1: 2017 standardında yer almaktadır. Hacimlerin kullanımına ve aydınlatma sisteminin kontrolüne bağlı olarak belirlenen Fo değerleri, hacimlerin kullanılmadıkları süreyi yüzde olarak ifade eden yokluk faktörü FA’ya göre verilmektedir.  
Yıllık aydınlatma enerjisi gereksinimi WL,t  değerinin hesaplanmasına ilişkin akış şeması Şekil 1’de verilmiştir.

Binada otomatik kontrol ve acil durum aydınlatma sistemlerinin bulunması durumlarında bu sistemlere ilişkin parazit güçlerin de eklenmesiyle yıllık toplam aydınlatma enerjisi gereksinimi belirlenebilmektedir.

Wt = WL,t+WP,t (kWh) (2)

Wt : Yıllık toplam aydınlatma enerjisi gereksinimi (kWh)

WL,t : Yıllık aydınlatma enerjisi gereksinimi (kWh)

WP,t : Yıllık parazit enerji gereksinimi (kWh)

Günışığı bağımlılık faktörü (FD), ele alınan hacimlerin günışığından yararlanması durumunda gün saatleri içinde aydınlatma enerjisi gereksiniminde gerçekleşebilecek olan azalmayı ifade etmektedir. Bu hesaplama yönteminde mevcut günışığının aydınlatma enerjisi gereksinimindeki etkisi, hacimlerde günışığından yararlanan bölgenin dış engeller, cephe, hacim ve pencere özelliklerine bağlı olarak tanımlanması ile belirlenmiştir. Ayrıca, otomatik kontrol sistemlerinin kullanımıyla toplam aydınlatma enerjisi gereksiniminin düşürülebilmesi de göz önüne alınmıştır. Günışığı almayan hacimlerde gün saatleri içinde aydınlatma enerjisi gereksiniminde bir azalma gerçekleşmeyeceği için FD = 1 alınmaktadır.

Günışığı sağlama faktörü (FDS)

Ele alınan hacim veya bölümde pencere boyutları, hacim boyutları, pencere önünde engel bulunması gibi durumlar ele alınarak pencere açıklığına ilişkin günışığı faktörü (Dc) hesaplanmakta ve bu değere göre günışığı etkisi, “güçlü, orta, zayıf, hiç” olarak sınıflandırılmaktadır.

Cephe özelliklerinin tanımlanması ve bu özelliklere bağlı olarak günışığı geçişinin belirlenmesi için dış aydınlığın ve cephede kullanılan gölgeleme elemanlarının göz önüne alınması gerekmektedir. TS EN 15193-1 2017 Standardında bu konuda bir hesaplama yaklaşımı sunulmuştur. Bu yaklaşım, cephede ayarlanabilir güneş kontrol araçlarının bulunması halinde 2 farklı durumun incelenmesini öngörmektedir:

  1. Cepheye güneş gelmiyor ve gölgeleme elemanları aktif değil
  2. Cepheye güneş geliyor ve gölgeleme elemanları aktif.

FDS değerinin belirlenmesinde yönlenmeye bağlı bu 2 farklı durumun gerçekleşme sürelerinin öngörülerek hesaplamalara katılması gerekmektedir.

Gölgeleme elemanlarının aktif olmadığı süre için günışığı sağlama faktörü, enlem, iklim ve yöne bağlı olarak belirlenebilmektedir. Gölgeleme elemanlarının aktif olduğu süre için ise günışığı etkisinin “güçlü, orta, zayıf, hiç” olma durumu ve kullanılan gölgeleme elemanının türüne göre verilmektedir.

Günışığına bağlı yapma aydınlatma kontrolü (FD,C) değeri, bir yapma aydınlatma kontrol sisteminin veya stratejisinin sağlayacağı enerji tasarrufu potansiyelinin etkinliğini belirten katsayıdır. FD,C değerleri, yapma aydınlatma kontrol sisteminin manuel veya otomatik olması durumuna ve günışığı etkisine bağlı olarak verilmiştir.

Sonuç olarak FD değeri yukarıda kısaca özetlenen değişkenlerin değerlerinin hesaba katılmasıyla aşağıdaki eşitlik kullanılarak belirlenmektedir.
FD  =1- (FD,S  x FD,C) (3)

2.2 Aydınlatma Enerjisi Sayısal Göstergesi (AESG)

Ele alınan bir hacim veya bölüm için yıllık toplam aydınlatma enerjisi gereksinimi (Wt) değeri parazit enerjinin de hesaba katılmasıyla belirlenebilmektedir. Binanın aydınlatma enerjisi performansını ifade eden AESG değeri, birim alanda tüketilen yıllık aydınlatma enerjisi miktarı, aşağıdaki eşitlikle hesaplanmaktadır.  

AESG = Wt / A  kwh/(m2 yıl) (4)

Wt : Binada aydınlatma için kullanılan yıllık toplam enerji

A : Binanın toplam kullanılan alanı (aydınlatılmayan ve kullanılmayan alanlar hariç)

3. Sonuç

Bu çalışmada, İstanbul Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri (BAP) Koordinasyon Birimi tarafından Bilimsel Araştırma ve Geliştirme Destekleme Programı Projeleri (A Tipi Proje) kapsamında desteklenen 39403 no’lu ‘Türkiye İçin Binalarda Aydınlatma Enerji Performansı Hesaplama Yöntemi, Örnek Uygulamalar ve İyileştirme Önerileri’ projesi kapsamında incelenen TS EN 15193-1:2017 Standardında tanıtılan güncel yöntemin açıklanması ve aydınlatma enerji performansının belirlenmesinde etkili olan tasarım değişkenlerinin tanıtılması amaçlanmıştır.

TS EN 15193-1: 2017-07 Standardında günışığı etkisinin detaylı hesaplanmasına olanak sağlanması ve konutlara ilişkin kabullere yer verilmesi, aydınlatma enerji performansının gerçekçi bir biçimde belirlenebilmesi için yararlı bir gelişme olarak görülebilmektedir.

Referanslar

  • Directive on Energy Performance of Buildings (2002). 2002/91/EC, Brüksel.
  • Türk Standardları Enstitüsü (TSE) (2008). Binalardaki enerji performansı-Aydınlatma ile ilgili enerji gerekleri: TS EN 15193.
  • Türk Standardları Enstitüsü (TSE) (2014). Işık ve Aydınlatma-İş Yerlerinin Aydınlatılması-Bölüm 1: TS EN 12464-1.
  • Türk Standardları Enstitüsü (TSE) (2017). Binalardaki enerji performansı-Aydınlatma ile ilgili enerji gerekleri-Bölüm 1 :TS EN 15193-1.
  • CEN/TR 15193-2 Technical Report (2017). Energy performance of buildings – Energy requirements for lighting – Part 2

1 İstanbul Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi, e-mail: [email protected]

2 Erciyes Üniversitesi, Mimarlık Fakültesi, e-mail: [email protected]

3 İstanbul Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi, e-mail: [email protected]

4 İstanbul Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi, e-mail: [email protected]