Türkçe Özet :
Özellikle ısıtma ağırlıklı iklimlerdeki mevcut konutlarda Net-Sıfır Enerji (NSE) performansına ulaşmak, entegre bir tasarım yaklaşımı ve kapsamlı performans analizi gerektirmektedir. Bu makale, Pittsburgh, PA (ABD)'da bulunan mevcut yönetmeliğe uygun bir sıra ev biriminin NSE seviyesine yükseltilmesi için üstlenilen hesaplamalı modelleme ve simülasyon sürecini detaylandırmaktadır. EnergyGauge™ yazılımı kullanılarak, mevcut tasarımı temsil eden bir "Temel Durum" modeli ile pasif ve aktif stratejiler paketini içeren bir "Sıfır Enerji Durumu" modeli üzerinde karşılaştırmalı simülasyonlar gerçekleştirilmiştir. Pasif iyileştirmeler, geliştirilmiş kabuk ısı direncini (R-60 tavan, R-39.9 SIP duvarlar), artırılmış hava sızdırmazlığını ve sabit güneş kırıcılarla optimize edilmiş pencere özelliklerini içermektedir. Aktif sistemler arasında toprak kaynaklı ısı pompası, ısı geri kazanımlı ventilatör, yüksek verimli aydınlatma (CFL'ler), Energy Star™ cihazlar ve kullanım sıcak suyu için güneş enerjili termal sistem bulunmaktadır. Kritik olarak, çatıya monte bir fotovoltaik dizi, kalan enerji talebini karşılayacak şekilde boyutlandırılmıştır. Performans, ayrıştırılmış son kullanım Enerji Kullanım Yoğunlukları (EKY) ve ABD yeşil bina standartları (NGBS, LEED-H) ile Ev Enerji Derecelendirme Sistemi'ne (HERS) göre karşılaştırmalı derecelendirmeler aracılığıyla değerlendirilmektedir. Bulgular, entegre tasarım yoluyla NSE'ye ulaşmanın teknik fizibilitesini göstermekte, spesifik pasif ve aktif önlemlerin göreceli katkılarını vurgulamakta ve göreceli olarak verimli bir başlangıç noktasından yükseltme yaparken bile önemli enerji azaltımlarının (%68 PV öncesi) ve NSE statüsünün (HERS -2) ulaşılabilir olduğunu doğrulamaktadır.
Anahtar Kelimeler : Net-Sıfır Enerji Bina (NSEB), Enerji Simülasyonu, Hesaplamalı Modelleme, Bina Performansı, Konut İyileştirme, Enerji Verimliliği, Pasif Tasarım, Aktif Sistemler, Toprak Kaynaklı Isı Pompası, Fotovoltaik, EnergyGauge.
English Abstract :
Achieving Net-Zero Energy (NZE) performance in existing residential buildings, particularly in heating-dominated climates, necessitates an integrated design approach and comprehensive performance analysis. This paper details the computational modeling and simulation process undertaken to upgrade an existing code-compliant townhouse unit in Pittsburgh, PA (USA) to NZE levels. Using EnergyGauge™ software, comparative simulations were performed on a "Base Case" model representing the existing design and a "Zero Energy Case" model incorporating a suite of passive and active strategies. Passive upgrades included enhanced envelope thermal resistance (R-60 ceiling, R-39.9 SIP walls), improved airtightness, and optimized window specifications with fixed overhangs. Active systems featured a ground source heat pump, energy recovery ventilator, high-efficiency lighting (CFLs), Energy Star™ appliances, and a solar thermal system for domestic hot water. Crucially, a roof-mounted photovoltaic array was sized to meet the residual energy demand. Performance is evaluated through disaggregated end-use Energy Use Intensities (EUIs) and comparative ratings against US green building standards (NGBS, LEED-H) and the Home Energy Rating System (HERS). The findings demonstrate the technical feasibility of achieving NZE through integrated design and highlight the relative contributions of specific passive and active measures, confirming that significant energy reductions (68% pre-PV) and NZE status (HERS -2) are attainable even when upgrading from a relatively efficient baseline.
Keywords: Net-Zero Energy Building (NZEB), Energy Simulation, Computational Modeling, Building Performance, Residential Retrofit, Energy Efficiency, Passive Design, Active Systems, Ground Source Heat Pump, Photovoltaics, EnergyGauge.
