KNX otomasyon sistemlerinde iklimlendirme yöntemlerinin enerji verimliliği üzerine etkilerinin incelenmesi

Binalar dünya enerji tüketiminin %40'ını, karbon emisyonlarının ise %30'unu oluştururken, konut ve ticari yapılarda akıllı otomasyon çözümleri sürdürülebilirlik hedefleri açısından kritik önem taşımaktadır. Bu tez, üreticibağımsız KNX protokolünün dağıtık yapısını kullanarak aydınlatma, HVAC, gölgeleme ve enerji izleme alt-sistemlerini bütünleştiren bir bina otomasyon yaklaşımının enerji verimliliği ve kullanıcı konforu üzerindeki etkilerini incelemektedir. Çalışma, literatür taraması, EnergyPlus tabanlı dijital ikiz simülasyonları, İstanbul iklim bölgesindeki 300 m² fotovoltaik destekli bir konutta 12 aylık saha ölçümleri ve ekonomik analiz adımlarından oluşan dört aşamalı bir yöntem izlemektedir. Ölçüm sonuçları, senaryo-temelli KNX kontrolünün toplam enerji tüketimini %25–30 oranında düşürebildiğini ve özellikle aydınlatmada gün ışığına duyarlı dimleme ile %35'e varan tasarruf sağlandığını göstermiştir. HVAC entegrasyonu sayesinde oda bazlı sıcaklık modülasyonu, pencere sensörü geri bildirimi ve ekonomi-gece-tatil modlarıyla ek %15–30 verim artışı elde edilmiştir. Yıllık 3600– 4800 kWh tasarruf sağlayan sistemin kurulum maliyeti 15.000–19.500 € olup, fotovoltaik üretimle desteklenen senaryoda geri dönüş süresi ≤ 3 yıla, standart konut senaryosunda ise 3–6 yıla inmektedir. Tez, KNX-HVAC entegrasyonu için çok-katmanlı referans mimari, senaryo tasarım şemaları ve ölçümlenmiş bir veri seti sunarak akademik literatürdeki nicel boşluğu doldurmakta; mimar ve mühendisler için ölçeklenebilir cihaz seçimi ile karar destek akışları geliştirmektedir. Sonuçlar, KNX tabanlı otomasyonun yalnızca enerji giderlerini %30'a varan oranlarda azaltmakla kalmadığını, aynı zamanda ≤ 4,5 yıl ROI ve artırılmış kullanıcı konforu sayesinde yeşil bina sertifikalarına uyumda da önemli avantajlar sağladığını ortaya koymaktadır.

Buildings account for roughly %40 of global energy consumption and %30 of carbon emissions, making smart-automation strategies pivotal to sustainability goals. This thesis examines how a building-automation scheme that unifies lighting, HVAC, shading, and energy-monitoring subsystems via the vendor-independent KNX protocol's distributed architecture affects both energy efficiency and occupant comfort. A four-phase methodology is employed: (i) an in-depth literature review, (ii) EnergyPlus-based digital-twin simulations, (iii) 12 months of field measurements in a 300 m² photovoltaic-assisted home in Istanbul's climate zone, and (iv) a comprehensive economic analysis. Results indicate that scenario-driven KNX control can cut overall energy use by 25–30 %, yielding up to 35 % savings in lighting through daylight-responsive dimming. HVAC integration provides an additional 15–30 % efficiency gain by enabling room-level temperature modulation, window-sensor feedback, and economy/night/holiday modes . The system delivers annual savings of 3 600–4 800 kWh; with an installation cost of €15 000–19 500, the payback period falls to ≤ 3 years when photovoltaic production is included and to 3–6 years in a purely gridsupplied scenario. By presenting a multilayer reference architecture for KNX–HVAC integration, scenario-design schematics, and a curated measurement data set, the thesis closes a quantitative gap in the literature and offers scalable device-selection criteria and decision-support workflows for architects and engineers. Overall, KNXbased automation not only lowers energy bills by up to 30 % but also achieves a ≤ 4.5-year ROI while enhancing occupant comfort—advantages that significantly ease compliance with green-building certification frameworks.