RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi

Meral Akgul, Cagla; Gürsel Dino, Ipek

doi:10.17341/gazimmfd.534970

RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi

Çağla Meral AKGÜL, (Orta Doğu Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)

İpek Gürsel DİNO (Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mimarlık Bölümü, Ankara, Türkiye)

Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi

6 1

Yıl: 2020 Cilt: 35 Sayı: 3 Sayfa Aralığı: 1665 - 1685 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17341/gazimmfd.534970 İndeks Tarihi: 13-01-2021

RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi

Öz:

Binalar - özellikle de konut binaları- CO2 salımlarındaki büyük payları, önemli enerji tasarrufu potansiyelleri vekullanıcılarının artan konfor beklentileri nedeniyle iklim değişikliğinde yüksek öncelikli alanlar arasındadır.Binaların gelecekte iklim değişikliğinden nasıl etkileneceğinin sistematik ve sayısal olarak araştırılması hemmevcut binaların iyileştirilmesi hem de uzun vadeli kararlar alınabilmesi için çok önemlidir. Bu çalışmada,İstanbul’daki çok katlı tipik bir konut binası için iklim değişikliği etki değerlendirmesinin simülasyon temellisonuçlarını sunulmaktadır. Çalışmada, 2060 yılı için Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin (IPCC)belirlediği düşük/orta ve yüksek CO2 salımı olasılıklarını temsil eden RCP4.5 ve RCP8.5 senaryoları kullanılarakoluşturulan iki farklı iklim veri seti kullanılmıştır. Ayrıca, bina simülasyonları için farklı bina kullanım profillerinitemsil eden üç soğutma senaryosu (doğal havalandırma, hibrid havalandırma ve klimalı) geliştirilmiştir. İncelenenperformans metrikleri bina ısıtma/soğutma enerji tüketimi, CO2 salımı ve kullanıcı ısıl konforu olarak seçilmiştir.Analiz sonuçları, gelecekte öngörülen sıcaklık artışının binalarda soğutma enerjisi tüketimi ve/veya kullanıcı ısılkonforu üzerinde güçlü bir etkiye sahip olacağını göstermektedir. Ayrıca sonuçlar, binaların iklim değişikliğineadaptasyonuna yönelik tedbirlerin alınması gerekliliğine ve elektrik üretiminde dekarbonizasyonun iklimdeğişikliğinin etkilerinin azaltılmasındaki önemine işaret etmektedir. Bu çalışma, iklim değişikliği çerçevesindeyapılacak retrofit çalışmaları için de bir temel oluşturacaktır.

Anahtar Kelime:

Climate change impact assessment in residential buildings utilizing RCP4.5 and RCP8.5 scenarios

Öz:

Buildings - especially the residential buildings - are among the high priority areas in climate change due to their large share of CO2 emissions, their significant energy saving potentials and the increased comfort expectations of their occupants. A systematic and numerical investigation of how building performance will be affected by climate change in the future is crucial for both retrofitting the existing buildings and making long-term strategical decisions. This paper presents the simulation-based results of the climate change impact assessment for a typical multi-storey residential building in Istanbul. In this study, RCP4.5 and RCP8.5 scenarios - representing the low/medium and high CO2 emission scenarios - defined by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) are used to generate two different climate data sets for 2060. Three cooling scenarios (natural ventilation, hybrid ventilation and air-conditioned) have been developed to represent different building usage profiles for the building simulations. Investigated performance metrics were selected as building heating/cooling energy consumption, CO2 emission and occupant thermal comfort. Analysis results analysis show that the predicted temperature rise will have a strong impact on the building cooling energy consumption and/or occupant thermal comfort. The results indicate the necessity of taking measures for adaptation of buildings to the changing climate and the importance of decarbonization of electricity generation to mitigate the effects of climate change. This study will also serve as a basis for future retrofit studies for the changing climate.

Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık

1. Wilby, R. L., A Review of Climate Change Impacts on the Built Environment, Built Environ., vol. 33, no. 1, 31- 45, 2007.
2. T.C. Sağlık Bakanlığı - Türkiye Halk Sağlığı Kurumu, İklim değişikliğinin sağlık etkilerinin azaltılması ulusal programı ve eylem planı, 2014.
3. Türkeş, M., Genel klimatoloji: Atmosfer, hava ve iklimin temelleri, 4. baskı. İstanbul: Kriter Yayınevi, Fiziki Coğrafya Serisi No: 4, 2017.
4. Gething, B., Gethering, W., Puckett, K., Design for Climate Change. RIBA, 2013.
5. Meral, C., Türkiye’de yaygın olarak kullanılan yük taşımayan duvar sistemlerinin küresel ısınma potansiyelleri, AGUDOS-2013-03-03-2-00-71, 2015.
6. IEA, Transition to Sustainable Buildings - Strategies and opportunities to 2050. 2013.
7. Parry, M. L., Canziani, O. F., Palutikof, J. P., van der Linden, P. J., Hanson, C. E., IPCC, 2007: Summary for Policymakers, Clim. Chang. 2007 Impacts, Adapt. vulnerability. Contrib. Work. froup II to fourth Assess. Rep. Intergov. Panel Clim. Chang., no. April 2007, 7- 22, 2007.
8. de Wilde, P., Coley, D., The implications of a changing climate for buildings, Build. Environ., vol. 55, 1-7, 2012.
9. Gürsel Dino, I., Meral Akgül, C., Impact of climate change on the existing residential building stock in Turkey: An analysis on energy use, greenhouse gas emissions and occupant comfort, Renew. Energy, vol. 141, 828-846, 2019.
10. IEA, The Future of Cooling: Opportunities for energyefficient air conditioning, 2018.
11. Türkiye İstatistik Kurumu, TÜİK, 1990-2017 sera gazı emisyon istatistikleri, 2018.
12. The Government of Turkey, Republic of Turkey Intended Nationally Determined Contribution, United Nations Framew. Conv. Clim. Chang., 2015.
13. T.C. Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı, On birinci kalkınma planı (2019-2023), 2019. 14. Ministry of Environment and Urbanization, Republic of Turkey Climate Change Strategy 2010-2023, Ankara, 2010.
15. Lomas, K. J., Kane, T., Summertime temperatures and thermal comfort in UK homes, Building Research and Information, 2013, vol. 41, no. 3, 259-280.
16. Altun, M., Meral Akgül, Ç., Akçamete, A., Effect of envelope insulation on building heating energy requirement, cost and carbon footprint from a life cycle perspective, J. Fac. Eng. Archit. Gazi Univ., vol. 35, no. 1, 147-164, 2020.
17. Kolokotroni, M., Ren, X., Davies, M., Mavrogianni, A., London’s urban heat island: Impact on current and future energy consumption in office buildings, Energy Build., vol. 47, 302-311, 2012.
18. De Wilde, P., Tian, W., Predicting the performance of an office under climate change: A study of metrics, sensitivity and zonal resolution, Energy Build., vol. 42, no. 10, 1674-1684, 2010.
19. Berger, T., Amann, C., Formayer, H., Korjenic, A., Pospischal, B., Neururer, C., Smutny, R., Impacts of climate change upon cooling and heating energy demand of office buildings in Vienna, Austria, Energy Build., vol. 80, 517-530, 2014.
20. Kershaw, T., Lash, D., Investigating the productivity of office workers to quantify the effectiveness of climate change adaptation measures, Build. Environ., vol. 69, 35-43, 2013.
21. Wang, L., Liu, X., Brown, H., Prediction of the impacts of climate change on energy consumption for a mediumsize office building with two climate models, Energy Build., vol. 157, 218-226, 2017.
22. Daly, D., Cooper, P., Ma, Z., Implications of global warming for commercial building retrofitting in Australian cities, Build. Environ., vol. 74, 86-95, 2014.
23. Hamdy, M., Carlucci, S., Hoes, P. J., Hensen, J. L. M., The impact of climate change on the overheating risk in dwellings—A Dutch case study, Build. Environ., vol. 122, no. August 2003, 307-323, 2017.
24. Jenkins, D. P., Patidar, S., Banfill, P. F. G., Gibson, G. J., Probabilistic climate projections with dynamic building simulation : Predicting overheating in dwellings, Energy Build., vol. 43, no. 7, 1723-1731, 2011.
25. Van Hooff, T., Blocken, B., Hensen, J. L. M., Timmermans, H. J. P., Reprint of: On the predicted effectiveness of climate adaptation measures for residential buildings, Build. Environ., vol. 83, 142-158, 2015.
26. Filippín, C., Ricard, F., Flores Larsen, S., Santamouris, M., Retrospective analysis of the energy consumption of single-family dwellings in central Argentina. Retrofitting and adaptation to the climate change, Renew. Energy, vol. 101, 2017.
27. Triana, M. A., Lamberts, R., Sassi, P., Should we consider climate change for Brazilian social housing? Assessment of energy efficiency adaptation measures, Energy Build., vol. 158, 1379-1392, 2018.
28. Andrić, I., Pina, A., Ferrão, P., Fournier, J., Lacarrière, B., Le Corre, O., The impact of climate change on building heat demand in different climate types, Energy Build., vol. 149, 225-234, 2017.
29. Spandagos, C., Ng, T. L., Equivalent full-load hours for assessing climate change impact on building cooling and heating energy consumption in large Asian cities, Appl. Energy, vol. 189, 352-368, 2017.
30. Sehizadeh, A., Ge, H., Impact of future climates on the durability of typical residential wall assemblies retrofitted to the PassiveHaus for the Eastern Canada region, Build. Environ., vol. 97, 111-125, 2016.
31. Karimpour, M., Belusko, M., Xing, K., Boland, J., Bruno, F., Impact of climate change on the design of energy efficient residential building envelopes, Energy Build., vol. 87, 142-154, 2015.
32. Barbosa, R., Vicente, R., Santos, R., Climate change and thermal comfort in Southern Europe housing: A case study from Lisbon, Build. Environ., vol. 92, 440-451, 2015.
33. Lomas, K. J., Giridharan, R., Thermal comfort standards, measured internal temperatures and thermal resilience to climate change of free-running buildings: A case-study of hospital wards, Build. Environ., vol. 55, 57-72, 2012.
34. Pagliano, L., Carlucci, S., Causone, F., Moazami, A., Cattarin, G., Energy retrofit for a climate resilient child care centre, Energy Build., vol. 127, 1117-1132, 2016.
35. Deniz, A., Toros, H., Incecik, S., Spatial variations of climate indices in Turkey, Int. J. Climatol., vol. 31, no. 3, 394-403, 2011.
36. Türkeş, M., Spatial and temporal analysis of annual rainfall variations in Turkey, Int. J. Climatol., vol. 16, no. 9, 1057-1076, 1996.
37. Türkeş, M., Koç, T., Sariş, F., Spatiotemporal variability of precipitation total series over Turkey, Int. J. Climatol., vol. 29, no. 8, 1056-1074, 2009.
38. Iyigun, C., Türkeş, M., Batmaz, I., Yozgatligil, C., Purutçuoǧlu, V., Koç, E. K., Öztürk, M. Z., Clustering current climate regions of Turkey by using a multivariate statistical method, Theor. Appl. Climatol., vol. 114, no. 1-2, 95-106, 2013.
39. Giorgi, F., Lionello, P., Climate change projections for the Mediterranean region, Glob. Planet. Change, vol. 63, no. 2-3, 90-104, 2008.
40. Erlat, E., Türkeş, M., Observed changes and trends in numbers of summer and tropical days, and the 2010 hot summer in Turkey, Int. J. Climatol., vol. 33, no. 8, 1898- 1908, 2013.
41. United Nations, Department of Economic and Social Affairs, P. D., World Urbanization Prospects: The 2018 Revision, 2018.
42. Balaban, O., The negative effects of construction boom on urban planning and environment in Turkey: Unraveling the role of the public sector, Habitat Int., vol. 36, no. 1, 26-35, 2012.
43. Altun, M., Akçamete, A., Meral Akgül, Ç., Dış sıcaklık verisinin bina ısıtma enerji gereksinimine etkisinin ve TS 825 derece-gün bölge kümelendirmesinin geçerliliğinin incelenmesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilim. Derg., 2020.
44. ASHRAE, Standard for the design of high-performance green buildings except low-rise residential buildings (189-1), ASHRAE Stand., no. 189.1-2011, 2011.
45. Pachauri, R. K., Allen, M. R., Barros, V. R., Broome, J., Cramer, W., Christ, R., Church, J. A., Clarke, L., Dahe, Q., Dasgupta, P., Climate change 2014: synthesis report. Contribution of Working Groups I, II and III to the fifth assessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. IPCC, 2014.
46. Knutti, R., Sedláček, J., Robustness and uncertainties in the new CMIP5 climate model projections, Nat. Clim. Chang., vol. 3, no. 4, 369-373, 2013.
47. Belcher, S., Hacker, J., Powell, D., Constructing design weather data for future climates, Build. Serv. Eng. Res. Technol., vol. 26, no. 1, 49-61, 2005.
48. Troup, L., Fannon, D., Morphing Climate Data to Simulate Building Energy Consumption, ASHRAE and IBPSA-USA Building Performance Modeling Conference, 2016.
49. Dickinson, R., Brannon, B., Generating future weather files for resilience, 2016.
50. Turkish Statistical Institute, Population and Housing Census, 2011.
51. Eurostat, Energy statistics - Cooling and heating degree days, 2018.
52. Santamouris, M., Cooling the buildings - past, present and future, Energy Build., vol. 128, 617-638, 2016.
53. Ecoinvent Centre, Ecoinvent Database. 2012. 54. Wan, K. K. W., Li, D. H. W., Pan, W., Lam, J. C., Impact of climate change on building energy use in different climate zones and mitigation and adaptation implications, Appl. Energy, vol. 97, 274-282, 2012.
55. Jenkins, D. P., Singh, H., Eames, P. C., Interventions for large-scale carbon emission reductions in future UK offices, Energy Build., vol. 41, 1374-1380, 2009.
56. Henninger, R. H., Witte, M. J., EnergyPlus Testing with Global Energy Balance Test, 2015.
57. Johnston, D., Lowe, R., Bell, M., An exploration of the technical feasibility of achieving CO2 emission reductions in excess of 60% within the UK housing stock by the year 2050, Energy Policy, vol. 33, no. 13, 1643-1659, 2005.
58. Türkiye Elektrik İletim A.Ş., Elektrik enerjisi üretimi - tüketimi - kayıplar, 2017.
59. Atilgan, B., Azapagic, A., Assessing the environmental sustainability of electricity generation in Turkey on a life cycle basis, Energies, vol. 9, no. 1, 2016.
60. Atilgan, B., Azapagic, A., Life cycle environmental impacts of electricity from fossil fuels in Turkey, J. Clean. Prod., vol. 106, 555-564, 2015.
61. Atilgan, B., Azapagic, A., Energy challenges for Turkey: Identifying sustainable options for future electricity generation up to 2050, Sustain. Prod. Consum., vol. 12, no. February, 234-254, 2017.
62. Schenler, W., Bauer, C., Burgherr, P., Hirschberg, S., Bachmann, T., Carrera, D. G., Simons, A., Final report on indicator database for sustainability assessment of advanced electricity supply options, Deliverable D10. 1—RS 2b, 2008.
63. Santoyo-Castelazo, E., Gujba, H., Azapagic, A., Life cycle assessment of electricity generation in Mexico, Energy, vol. 36, no. 3, 1488-1499, 2011.
64. Asdrubali, F., Baldinelli, G., D’Alessandro, F., Scrucca, F., Life cycle assessment of electricity production from renewable energies: Review and results harmonization, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 42, 1113-1122, 2015.
65. Evans, A., Strezov, V., Evans, T. J., Sustainability considerations for electricity generation from biomass, Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 14, no. 5, 1419-1427, 2010.
66. Niu, J., Burnett, J., Integrating radiant/operative temperature controls into building energy simulations, ASHRAE Trans., vol. 14, 1998.
67. CIBSE, Environmental design: CIBSE Guide A, Chart. Inst. Build. Serv. Eng. London, 2015.
68. de Dear, R. J., Brager, G. S., Developing an adaptive model of thermal comfort and preference, ASHRAE Trans., vol. 104, no. 1, 145-167, 1998.
69. Peeters, L., Dear, R. de, Hensen, J., D’haeseleer, W., Thermal comfort in residential buildings: Comfort values and scales for building energy simulation, Appl. Energy, vol. 86, no. 5, 772-780, 2009.
70. ISSO, Thermische behaaglijkheid Eisen en achtergronden betreffende het thermisch 626 binnenklimaat in kantoren en vergelijkbare utiliteitsbouw, Rotterdam ISSO, 2014.
71. Oseland, N. A., Predicted and reported thermal sensation in climate chambers, offices and homes, Energy Build., vol. 23, no. 2, 105-115, 1995.

APA	Meral Akgul C, Gürsel Dino I (2020). RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. , 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
Chicago	Meral Akgul Cagla,Gürsel Dino Ipek RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. (2020): 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
MLA	Meral Akgul Cagla,Gürsel Dino Ipek RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. , 2020, ss.1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
AMA	Meral Akgul C,Gürsel Dino I RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. . 2020; 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
Vancouver	Meral Akgul C,Gürsel Dino I RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. . 2020; 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
IEEE	Meral Akgul C,Gürsel Dino I "RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi." , ss.1665 - 1685, 2020. 10.17341/gazimmfd.534970
ISNAD	Meral Akgul, Cagla - Gürsel Dino, Ipek. "RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi". (2020), 1665-1685. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.534970

APA	Meral Akgul C, Gürsel Dino I (2020). RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(3), 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
Chicago	Meral Akgul Cagla,Gürsel Dino Ipek RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35, no.3 (2020): 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
MLA	Meral Akgul Cagla,Gürsel Dino Ipek RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, vol.35, no.3, 2020, ss.1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
AMA	Meral Akgul C,Gürsel Dino I RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(3): 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
Vancouver	Meral Akgul C,Gürsel Dino I RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 2020; 35(3): 1665 - 1685. 10.17341/gazimmfd.534970
IEEE	Meral Akgul C,Gürsel Dino I "RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi." Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35, ss.1665 - 1685, 2020. 10.17341/gazimmfd.534970
ISNAD	Meral Akgul, Cagla - Gürsel Dino, Ipek. "RCP4.5 ve RCP8.5 iklim senaryolarına göre konutlarda iklim değişikliği etki değerlendirmesi". Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 35/3 (2020), 1665-1685. https://doi.org/10.17341/gazimmfd.534970