BĠNALARDA ISI YALITIM KURALLARI (TS 825)

Transkript

1 BÖLÜM 3 BĠNALARDA ISI YALITIM KURALLARI (TS 825) 3.1 AMAÇ VE KAPSAM 14 Haziran 1999 Tarih ve Sayılı Resmi Gazete de yayınlanan ve yayım tarihinden bir yıl sonra, 14 Haziran 2000 de uygulanması zorunlu kılınan TS 825 -Binalarda Isı Yalıtım Kuralları [2]- standardının amacı; binaların ısıtılmasında kullanılan enerji miktarını sınırlamak, dolayısıyla enerji tasarrufunu arttırmak ve ısıtma enerjisi gereksiniminin hesaplanması sırasında kullanılacak standart hesap yöntemini ve çizelge değerlerini belirlemektir. Konut, büro, tiyatro, kongre ve konser salonu, eğitim yapısı, hastane, alıģveriģ merkezi gibi yeni inģa edilecek binalarda ve mevcut binaların oturma alanının en az %15 i oranında yapılacak onarımlarda, onarılan bölümün ısıtma enerjisi gereksiniminin hesaplanması kurallarını ve izin verilebilecek en yüksek ısı kaybı değerlerini veren TS 825, pasif güneģ enerjisi sitemlerini içeren binalarda kullanılamaz. Standartta açıklanan hesap yöntemi kararlı (daimi) durum için denge denklemlerini kullanmakla birlikte, dıģ ortam sıcaklık değiģimleri ve güneģ enerjisi kazançlarının dinamik etkilerini de dikkate almaktadır. TS 825 ayrıca, yapı bileģenleri içerisindeki buhar geçiģi ve yoğuģma riski konusunda da sınırlama getirmektedir. Buna göre; yapı bileģenlerinde yoğuģma sonucu su birikiminin olup olmayacağı verilen bir hesap yöntemi ile belirlenerek, verilen sınır değerleri aģmayacak Ģekilde projelendirme yapılması da zorunlu kılınmaktadır. Standartta verilen hesaplama yönteminde kullanılan büyüklüklere iliģkin tanımlar Ģu Ģekilde yapılmaktadır; Aylık Isıtma Enerjisi Gereksinimi (Q i,ay) : Isıtma sisteminden ısıtılan ortama bir ay içerisinde verilmesi gereken ısı enerjisi miktarıdır. Birimi J dur. Yıllık Isıtma Enerjisi Gereksinimi (Q i,yıl) : Isıtma sisteminden ısıtılan ortama bir yıl içerisinde verilmesi gereken ısı enerjisi miktarıdır. Birimi J dur. Binanın Özgül Isı Kaybı (H) : Ġç ve dıģ ortamlar arasında 1 K sıcaklık farkı olması durumunda binanın dıģ kabuğundan iletim ve havalandırma ile birim zamanda kaybedilen ısı enerjisi miktarıdır. Birimi W/K dir. Aylık Ortalama DıĢ Sıcaklık (T d ) : DıĢ sıcaklık aylık ortalama değeridir. Birimi C dir. Aylık Ortalama Ġç Sıcaklık (T i ) : Ġç sıcaklığın aylık ortalama değeridir. Birimi C dir.

2 Binanın Ġç Isı Kazançları ( i ) : Binanın ısıtma sisteminin dıģında, ısıtılan ortam içerisinde bulunan ısı kaynaklarından, ısıtılan ortama birim zamanda yayılan ısı enerjisi miktarıdır. Birimi W dır. GüneĢ Enerjisi Kazançları ( g ) : Isıtılan ortama birim zamanda doğrudan ulaģan güneģ enerjisi miktarıdır. Birimi W dır. Isı Kazancı Kullanım Faktörü () : Ġç ısı kazançlarının ve güneģ enerjisi kazancının toplamının ortamın ısıtılmasına olan katkı oranıdır. Birimsizdir. Bina Kullanım Alanı (A n ) : Binanın net kullanım alanıdır. Birimi m 2 dir. Binanın Brüt Hacmi (V brüt ) : Binayı çevreleyen dıģ kabuğun ölçülerine göre hesaplanan hacimdir. Birimi m 3 dür. Binanın Isı Kaybeden Yüzeylerinin Toplam Alanı (A top ) : DıĢ duvar, tavan, taban/döģeme, pencere, kapı vb. yapı bileģenlerinin ısı kaybeden yüzey alanlarının toplamı olup, dıģ ölçülere göre hesaplanır. Birimi m 2 dir. A top /V brüt Oranı : Isı kaybeden toplam yüzeyin (A top ), ısıtılmıģ yapı hacmine (V brüt ) oranıdır. m dir. 3.2 TEK BÖLGE ĠÇĠN YILLIK ISITMA ENERJĠSĠ GEREKSĠNĠMĠ HESABI Yeterince ısı yalıtımı sağlanmıģ bir binada, ısıtma döneminde, iç ortamda belli bir iç ortam sıcaklığı (T i ) sağlamak için gerekli olan ısı enerjisinin bir kısmı iç kaynaklardan ve güneģ enerjisinden sağlanır. Kalan miktarın ısıtma sistemi tarafından iç ortama verilmesi gerekir. Yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi olarak tanımlanan bu miktar, bütün aylar için, toplam kayıplardan güneģ enerjisi kazançları ve iç kazançların çıkartılması ile elde edilen değerlerin toplanması ile hesaplanır. Isıtılan ortamın sınırları, bu ortamı dıģ ortamdan ve eğer varsa ısıtılmayan ortamlardan ayıran duvar, döģeme, çatı, kapı ve pencereden oluģur. Hesaplamalarda dıģtan dıģa ölçüler kullanılır. Eğer binanın tamamı aynı sıcaklığa kadar ısıtılacaksa veya ortamlar arasındaki sıcaklık farkı 4 K den daha az ise, binanın tamamı tek bölge olarak ele alınır. Aksi halde birden fazla bölge söz konusu olur ve farklı ısıtma bölgelerinin sınırları belirlenerek hesaplar yapılmalıdır. Tek bölge için yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi; yı1 Q ay Q (3.1) formülü ile hesaplanır. Burada Q ay ; 24

3 Q ay T H T t. (3.2) i d ay i,ay g, ay olarak her ay için ayrı ayrı hesaplanan aylık ısıtma enerjisi gereksinimidir. Burada ay, kazançlar için aylık ortalama kullanım faktörü, t ise s olarak zamandır. Saniye olarak bir ay; = s. dir. (3.2) ifadesi; köģeli parantez içerisindeki ifadenin pozitif olduğu aylar için göz önüne alınır. Diğer bir deyiģle; enerji kazançlarının ısı kayıplarından daha fazla olduğu aylar için ısıtma enerjisi gereksinimi hesaba girmez. Binanın özgül ısı kaybı H; iletim ve havalandırma yoluyla gerçekleģen ısı kayıplarının toplanması ile bulunur. H H i H h (3.3) Ġletim yoluyla gerçekleģen ısı kaybı (H i ); H A.U I. U (3.4) i ı formülü ile hesaplanır. Burada A.U; AU UDAD UPAP 0,8UTAT 0,5UtAt UdAd 0,5Udsı cadsı c (3.5) olarak çeģitli yapı bileģenlerinden iletimle olan ısı kayıplarının toplamını göstermektedir. U; yapı bileģenlerinin toplam ısı geçirme katsayısı, A ise yüzey alanını ifade eder. (3.5) ifadesindeki D indisi dıģ duvarı, P indisi pencereyi, T indisi tavanı, t indisi zemine oturan taban/döģemeyi, d indisi dıģ hava ile temas eden taban/döģemeyi, dsıc indisi ise düģük sıcaklıklardaki iç ortamlar ile temas eden yapı bileģenini göstermek üzere kullanılmıģtır. (3.4) ifadesinde yer alan I.U I terimi ise yapı elemanını çevreleyen yapı bileģenleri içerisindeki ısı köprülerinden iletilen ısıyı göstermektedir. Burada I; ısı köprüsü uzunluğunu (m), U I ise ısı köprüsünün doğrusal ısı geçirme katsayısını (W/mK) göstermektedir. (3.3) ifadesinde yer alan havalandırma yoluyla gerçekleģen ısı kaybı (H h ) ise; H h cv 0,33n hvh (3.6) formülü ile belirlenir. Burada; havanın yoğunluğunu (kg/m 3 ), c havanın özgül ısısı (J/kgK), V hacimsel hava değiģim debisi (m 3 /h), n h hava değiģim sayısı (h -1 ), V h havalandırılan hacimdir (V h =0,8V brüt ) (m 3 ). Bilindiği gibi ve c sıcaklık ve basınca bağlı olarak az da olsa değiģir. Burada alınan değerler 20C ve 100 kpa için içindir. 0,33 katsayısı ise; 3 c/3600 1, /3600 0,33Wh / m K eģitliği ile hesaplanır. Binada doğal 25

4 havalandırma söz konusu ise; uygunluk belgesine sahip pencere kullanılması durumunda n h =1.h -1, diğer pencere sistemleri için n h =2.h -1 olarak alınmalıdır. Binada mekanik havalandırma uygulanıyorsa, toplam hacimsel hava değiģim sayısı V V f V x eģitliği ile belirlenir. Burada V f ; sistem fanları çalıģırken fanlardaki ortalama hacimsel hava debisi (m 3 /h), V x ise; rüzgar etkisi ile oluģan ilave hacimsel hava değiģim debisidir (m 3 /h). Sistem sürekli ve kararlı halde çalıģıyorsa V f debisi, hava giriģ debisi (V s ) ile çıkıģ debisinden (V E ) büyük olanına eģit alınır. V x in yaklaģık olarak hesaplanmasında; V x 1 f e V h.n Vs V h 50 V.n.e E 50 2 ifadesi kullanılır. Burada V h ; havalandırılan hacim (m 3 ), n 50 ; iç ve dıģ ortamlar arasında 50 Pa basınç farkı varken hava değiģim sayısı, f; binada dıģ ortama açık bir yüzey varsa 15, birden fazla yüzey varsa 20 alınan bir sabit, e; Çizelge 3.1 den alınan bir katsayı, V s ; hava giriģ debisi (m 3 /h), V E ; hava çıkıģ debisidir (m 3 /h). Çizelge 3.1 Bina sınıfı ve e değeri. Bina Sınıfı e değeri Birden Fazla DıĢa Açık Yüzey DıĢa Açık Bir Yüzey Açık alandaki binalar veya Ģehir içindeki 10 kattan daha yüksek binalar 0,10 0,03 Kırsal alandaki binalar 0,07 0,02 ġehir merkezindeki 10 kattan daha az katlı binalar 0,04 0,01 Binadaki havalandırma sistemi zaman zaman kapatılıyorsa, hacimsel hava değiģim debisi için Ģu formül kullanılır; V V 1 V 0 f Vx Burada V 0 ; fanların çalıģmadığı durum için hacimsel hava değiģim debisi, ; fanların çalıģtığı zaman oranıdır. Havalandırma sistemi farklı V f ler için tasarlanmıģsa, V f için ortalama değer kullanılır. Mekanik havalandırma sistemi dıģarıya atılan havanın enerjisini kullanan bir ısı geri kazanım sistemine sahipse, havalandırma ile meydana gelecek ısı kayıplarının hesaplanmasında bir azaltma faktörünün kullanılması gerekir. Bu durumda hacimsel hava değiģim debisi için; 26

5 V V f 1 v Vx formülü kullanılır. Burada v havadan havaya ısı geri kazanım sisteminin verimidir. (3.2) ifadesinde yer alan iç kazançlar ( i,ay ); insandan, sıcak su sisteminden, yemek piģirmeden, aydınlatma sisteminden ve çeģitli elektrikli cihazlardan kaynaklanan ısı enerjisini kapsamaktadır. i,ay ın seçiminde konutlar, okullar ve normal donanımlı binalar ile yemek fabrikaları ve normalin üstünde elektrikli cihaz çalıģtıran binalar için bir ayrım yapılır. Buna göre; Konutlarda... i,ay 5A n (W) Ticari binalarda... i,ay 10A n (W) olarak alınmalıdır. GüneĢ enerjisi kazançları, pencereden sağlanan doğrudan güneģ ıģınımının hesaplanması ile belirlenir. Aylık ortalama güneģ enerjisi kazancı g,ay için hesaplama formülü; g,ay r i,ay.g i,ay.i i,ay. Ai (3.7) Ģeklindedir. Burada r i,ay ; i yönünde saydam yüzeylerin aylık ortalama gölgelenme faktörüdür. Binanın bulunduğu bölge için hesaplanmıģ bir değer yoksa, r i,ay ın ısıtma periyodu boyunca sabit kaldığı kabul edilir ve binanın bulunduğu yerleģim bölgesinin özelliğine göre Ģu Ģekilde seçilir; Ayrık ve az katlı (3 kata kadar) binaların bulunduğu yerleģim bölgeleri için... r i,ay = 0,8 Ağaçlardan kaynaklanan gölgelenme varsa... r i,ay = 0,6 BitiĢik düzen ve/veya çok katlı binalı bölge için... r i,ay = 0,5 g i,ay ; i yönündeki saydam elemanların güneģ enerjisi geçirme faktörü olup; g i, ay 0,80g formülü ile belirlenir. Burada g ; laboratuar koģullarında ölçülen ve yüzeye dik gelen ıģın için güneģ enerjisi geçirme faktörüdür. Ölçü değerinin olmaması durumunda g Ģu Ģekilde seçilir; Tek cam için... g = 0,85 Çok katlı cam (berrak) için... g = 0,75 Isı geçirgenlik değeri 2,0 W/m 2 K olan ısı yalıtım birimleri için... g = 0,5 27

6 (3.7) eģitliğinde yer alan I i,ay, i yönünde dik yüzeylere gelen aylık ortalama güneģ ıģınımı Ģiddeti (W/m 2 ) olup Çizelge 3.2 den alınır. (3.7) formülünde yer alan son terim A i ; i yönündeki toplam pencere alanını (m 2 ) göstermektedir. Çizelge 3.2 Aylık ortalama güneģ ıģınımı Ģiddeti (I i,ay W/m 2 ) Ocak ġubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık I güney I kuzey I batı/doğu Ġç kazançlar ve güneģ enerjisi kazançlarının toplamının, ısıtma enerjisi gereksiniminin azaltılması açısından yararlı enerji olarak kabul edilmesi her zaman uygun olmaz. Çünkü ısı kazançlarının yüksek olduğu sürelerde, kazançlar anlık kayıplardan fazla olabilir veya kazançlar ısıtmanın gerekmediği zamanlara denk düģebilir. Bu nedenle iç kazanç ve güneģ enerjisi kazancı toplamı, aylık ortalama kazanç kullanım faktörü ( ay ) adı verilen bir yararlanma faktörü ile azaltılır. (3.2) ifadesinde yer alan ay ; 1/ KKO ay ay 1 e (3.8) eģitliği ile hesaplanır. Burada KKO ay ; kazanç/kayıp oranı olup; KKO ay / HT T i,ay g,ay i,ay d,ay (3.9) bağıntısına göre hesaplanır. Burada T i,ay ; aylık ortalama iç ortam sıcaklığı olup konutlar için 19C alınır. T d,ay ise; aylık ortalama dıģ hava sıcaklığı olup, Çizelge 3.3 te verilmiģ olan yerleģim merkezlerinin bulunduğu derece gün bölgesine göre, Çizelge 3.4 ten seçilir. KKO ay oranı 2,5 ve üzerinde olarak hesaplanırsa o ay için ısı kaybının olmadığı varsayılır. 28

7 Çizelge 3.3 Ġllere göre derece gün bölgeleri 1. BÖLGE DERECE GÜN ĠLLERĠ ADANA AYDIN ĠÇEL OSMANĠYE ANTALYA HATAY ĠZMĠR Ġli 2. Bölgede olupda 1. Bölgede olan Belediyeler AYVALIK (Balıkesir) DALAMAN (Muğla) FETHĠYE (Muğla) MARMARĠS (Muğla) BODRUM (Muğla) DATÇA (Muğla) KÖYCEĞĠZ(Muğla) MĠLAS (Muğla) GÖKOVA (Muğla) 2. BÖLGE DERECE GÜN ĠLLERĠ ADAPAZARI ÇANAKKALE KAHRAMANMARAġ RĠZE TRABZON ADIYAMAN DENĠZLĠ KĠLĠS SAMSUN YALOVA AMASYA DĠYARBAKIR KOCAELĠ SĠĠRT ZONGULDAK BALIKESĠR EDĠRNE MANĠSA SĠNOP DÜZCE BARTIN GAZĠANTEP MARDĠN ġanliurfa BATMAN GĠRESUN MUĞLA ġirnak BURSA ĠSTANBUL ORDU TEKĠRDAĞ Ġli 3. Bölgede olup da kendisi 2. Bölgede olan Belediyeler HOPA (Artvin) ARHAVĠ (Artvin) Ġli 4. bölgede olup da kendisi 2. Bölgede olan Belediyeler ABANA (Kastamonu) BOZKURT(Kastamonu) ÇATALZEYTĠN Kastamonu) ĠNEBOLU (Kastamonu) CĠDE (Kastamonu) DOĞANYURT (Kastamonu) 3. BÖLGE DERECE GÜN ĠLLERĠ AFYON BURDUR KARABÜK MALATYA AKSARAY ÇANKIRI KARAMAN NEVġEHĠR ANKARA ÇORUM KIRIKKALE NĠĞDE ARTVĠN ELAZIĞ KIRKLARELĠ TOKAT BĠLECĠK ESKĠġEHĠR KIRġEHĠR TUNCELĠ BĠNGÖL IĞDIR KONYA UġAK BOLU ISPARTA KÜTAHYA Ġli 1. Bölgede olupda kendisi 3. Bölgede olan Belediyeler POZANTI (Adana) KORKUTELĠ (Antalya) Ġli 2. Bölgede olupda kendisi 3. Bölgede olan belediyeler MERZĠFON (Amasya) DURSUNBEY (Balıkesir) ULUS (Bartın) Ġli 4. Bölgede olupda kendisi 3. Bölgede olan belediyeler TOSYA (Kastamonu) 4. BÖLGE DERECE GÜN ĠLLERĠ AĞRI ERZURUM KAYSERĠ ARDAHAN GÜMÜġHANE MUġ BAYBURT HAKKARĠ SĠVAS BĠTLĠS ERZĠNCAN KASTAMONU Ġli 2. Bölgede olupda kendisi 4. Bölgede olan belediyeler KELES (Bursa) ġebġnkarahġsar (Giresun) ELBĠSTAN (K.MaraĢ) MESUDĠYE (Ordu) ULUDAĞ (Bursa) AFġĠN (K.MaraĢ) GÖKSUN (K.MaraĢ) Ġli 3. Bölgede olupda kendisi 4. Bölgede olan belediyeler KIĞI (Bingöl) PÜLÜMÜR (Tunceli) SOLHAN (Bingöl) 29

8 Çizelge 3.4 Derece gün bölgesine göre aylık ortalama dıģ sıcaklık değerleri (T d,ay -C) 1. Bölge 2. Bölge 3. Bölge 4. Bölge OCAK 8,0 3,3 1,3-5,2 ġubat 9,3 4,5 2,0-4,1 MART 11,5 7,2 5,0-1,3 NĠSAN 15,7 12,6 9,8 5,1 MAYIS 20,6 17,8 14,1 10,1 HAZĠRAN 25,4 21,9 18,1 13,5 TEMMUZ 28,0 24,4 21,1 17,2 AĞUSTOS 27,2 23,8 20,6 17,2 EYLÜL 23,3 19,6 16,5 13,2 EKĠM 18,1 14,1 11,3 6,9 KASIM 13,3 9,1 6,5 1,3 ARALIK 9,4 4,9 2,6-3,0 3.3 BĠRDEN FAZLA BÖLGE ĠÇĠN YILLIK ISITMA ENERJĠSĠ GEREKSĠNĠMĠ HESABI Binadaki birimler içerisinde sıcaklık farkı 4 K den büyük ortamlar var ise; birden fazla bölge söz konusudur. Bu durumda, farklı ısıtma bölgelerinin sınırları belirlenir ve hesaplar aģağıda verilen esaslardan birine göre yapılır. a) Ġç sıcaklık T i ; binadaki ortalama sıcaklık olarak alınır ve tek bölgeli hesap yöntemi uygulanır. Ortalama sıcaklık hesabında, tavan yüksekliği 3 m ve altında ise döģeme alanı ağırlıklı, 3 m den büyükse hacim ağırlıklı ortalama değer kullanılmalıdır. b) Tek bölgeli hesap yöntemi; farklı sıcaklıklardaki her bölge için ayrı ayrı uygulanmalı ve her bölgedeki ısıtma enerjisi ihtiyacı toplanmalıdır. 3.4 HESAPLAMA RAPORU TS 825 te amaçlanan; binaların enerji verimliliklerini arttırmak, uzun ömürlü ve sağladığı enerji tasarrufu kalıcı olacak Ģekilde binalarda ısı yalıtımını sağlamaktır. Bu yönde, sektörde mevcut yalıtım malzemelerinin ve tekniklerinin karģılaģtırılarak o proje için en uygununun seçilebileceği bir hesap yöntemi önerilmiģtir. Diğer bir deyiģle, binalar için bir ısı yalıtım projesinin hazırlanması zorunlu hale gelmiģtir. Bu ısı yalıtım projesinde; standartta belirtilen hesap yöntemiyle binanın enerji gereksiniminin bu standartta verilen sınır değerlerin altında kalmasını sağlayacak Ģekilde malzeme seçimi, eleman boyutlandırılması ve detay çözümlerinin belirtilmesi gerekmektedir. Belediye sınırları dıģındaki alanlarda iki kata kadar olan ve toplam döģeme alanı 100 m 2 den küçük olan yeni binalar ile bu alanlardaki mevcut binalara ısı yalıtımı uygulamasının yapılması sırasında, yapı elemanlarının önerilen U değerleri Çizelge 3.5 te verilmektedir. Bu binalarda yapı elemanlarının U değerlerinin bu sınırım altında kalması ve pencere alanının, dıģ duvar alanının (A D ) en fazla %12 sine eģit olması durumunda, ısı yalıtım projesinin 30

9 hazırlanmasına gerek yoktur. Herhangi bir U değerinin belirtilen sınırın üzerinde olması durumunda ise, standartta verilen yönteme göre hesap yapılmalı ve binanın enerji gereksiniminin Çizelge 3.6 ile verilen değerin altında olduğunun ispatlanması gerekir. Çizelge 3.5 Bölgelere göre önerilen U değerleri U D (W/m 2 K) U T (W/m 2 K) U I (W/m 2 K) U P * (W/m 2 K) 1. Bölge 0,80 0,50 0,80 2,80 2. Bölge 0,60 0,40 0,60 2,80 3. Bölge 0,50 0,30 0,45 2,80 4. Bölge 0,40 0,25 0,40 2,80 * Diğer kapı ve pencere türleri için U P ısı geçirme katsayıları TS 2164 den alınır ve hesaba katılır. Çizelge 3.6 da verilen formüller; derece gün bölgesine göre, ısıtılacak bina hacmi (V brüt ) ve binanın toplam alanı (A top =A P +A D +A T +A t ) ile iliģkisi olan A top /V brüt oranlarına bağlı olarak, maksimum yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi değerlerini vermektedir. Binanın kullanım alanıyla iliģkili olarak verilen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi (Q=Q yıl /A n ); sadece temiz ölçüler verildiğinde oda yükseklikleri en fazla 2,60 m olan binalarda kullanılır. Oda yüksekliğinin 2,60 m den yüksek olması durumunda ise, Çizelge 3.6 da yapı hacmiyle iliģkili olarak verilen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi (Q=Q yıl /V brüt ) göz önüne alınarak hesaplama yapılır. Çizelge 3.6 Birim alan ve hacim baģına maksimum yıllık ısıtma enerjisi A. En Büyük ve En Küçük A top /V brüt Oranları Ġçin Isıtma enerjisi değerleri Q 1 DG = Q 2 DG = Q 3 DG = Q 4 DG = A/V0,2 için A/V1,05 için kwh/m 2 8,5 21 kwh/m kwh/m 2 14,7 33 kwh/m kwh/m 2 20,4 39 kwh/m kwh/m 2 33,4 56 kwh/m 3 B. Bölgelere Göre A top /V brüt Oranlarına Bağlı Olarak Gerek Q nun Hesaplanması A N ile iliģkili Q 1 DG = 46,62 A/V + 17,39 [kwh/m 2 ] V brüt ile iliģkili Q 1 DG = 14,92 A/V + 5,56 [kwh/m 3 ] A N ile iliģkili Q 2 DG = 68,59 A/V + 32,30 [kwh/m 2 ] V brüt ile iliģkili Q 2 DG = 21,95 A/V + 10,34 [kwh/m 3 ] A N ile iliģkili Q 3 DG = 67,29 A/V + 50,16 [kwh/m 2 ] V brüt ile iliģkili Q 3 DG = 21,74 A/V + 16,05 [kwh/m 3 ] A N ile iliģkili Q 4 DG = 82,81 A/V + 87,70 [kwh/m 2 ] V brüt ile iliģkili Q 4 DG = 26,5 A/V + 28,06 [kwh/m 3 ] Isı yalıtım projelerinde Ģu bilgiler bulunmalıdır; 31

10 Ġç ortam sıcaklıklarında 4K den daha büyük fark olan bölgeler varsa bu bölgelerin sınırları, Farklı ısıtma bölgeleri varsa, her bölge için dıģ duvar, çatı, zemin ve pencerelerde kullanılan malzemeler, bu malzemelerin eleman içindeki sıralanıģı ve kalınlıkları, duvar, pencere, tavan ve taban/döģeme elemanlarının alanları ve U değerleri. Isı köprüleri varsa ısı köprülerinin I ve U I değerleri, Pencere sisteminde kullanılan cam ve çerçevenin tipi, çerçeve sisteminin sızdırmazlık değerleri, Duvar-pencere, duvar-tavan, tavan/döģeme-duvar birleģim yerlerinin detayları, Havalandırma tipi, Farklı ısıtma bölgeleri varsa, her bölge için ısı kayıpları, ısı kazançları, KKO kullanım faktörü ve ısıtma enerjisi gereksiniminin çizelge halinde aylık ve ısıtma periyodu için büyüklükleri, Isı yalıtım proje hesapları; Çizelge 3.7 de verilen Bina Özgül Isı Kaybı Hesaplama Çizelgesi ve Çizelge 3.8 de verilmiģ olan Yıllık Isıtma Enerjisi Gereksinimi Hesaplama Çizelgesi doldurularak daha kolay ve izlenmesi daha kolay bir duruma getirilir. 32

11 Çizelge 3.7 Bina özgül ısı kaybı hesaplama çizelgesi KTÜ Müh.-Mim. Fak. Makina Müh. Bölümü Termodinamik Anabilim Dalı Duvar yüzeyleri Binadaki yapı elemanları 1/ i BĠNA ÖZGÜL ISI KAYBI HESAPLAMA ÇĠZELGESĠ Bina:... Yapı elemanı kalınlığı d (m) Isı iletim katsayısı hesap değeri h (W/mK) d/ 1/ (m 2 K/W) Toplam ısı geçirme katsayısı U (W/m 2 K) Isı taģıyan yüzey A (m 2 ) Isı kaybı AU (W/K) Toplam 1/ d 1/ i Taban Toplam 1/ d Tavan 1/ i Toplam 1/ d Pencere Yapı elemanlarından iletim yoluyla gerçekleģen ısı kaybı toplamı AU=U DA D + U PA P + 0,8U TA T + 0,5U ta t + U da d + 0,5U dsıca dsıc = Ġletim yoluyla gerçekleģen ısı kaybı(ısı köprüleri dahil); Havalandırma yoluyla gerçekleģen ısı kaybı; Özgül ısı kaybı; H i = AU + IU ı H h = 0,33 n h V h H = H i +H h = = = 33

12 Çizelge 3.8 Bina yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi hesaplama çizelgesi KTÜ Müh.-Mim. Fak. Makina Müh. Bölümü Termodinamik Anabilim Dalı Aylar Özgül ısı kaybı H=H i+h h (W/K) YILLIK ISITMA ENERJĠSĠ GEREKSĠNĠMĠ HESAPLAMA ÇĠZELGESĠ Bina:... Isı kaybı Sıcaklık farkı T i-t d (K, o C) Isı kayıpları H(T i-t d) (W) Ġç ısı kazancı i (W) Isı kazançları GüneĢ enerjisi kazancı g (W) Toplam T = i+ g (W) Kazanç KKO kullanım faktörü Ocak ġubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Q ay= H(T i-t d)- ay ( i,ay+ g,ay) t 10-3 (kj) (burada t = s dir) Q yıl=q ay = (-) ay (-) Isıtma enerjisi gereksinimi Q ay (kj) Toplam ısı kaybı; Konutlar için iç ısı kazancı; GüneĢ enerjisi kazancı; Q yıl = 0, (kj) =...kwh i,ay 5.A n (W) g,ay = r i,ay g i,ay I i,ay A i Kazanç kayıp oranı; KKO ay = ( i,ay + g,ay ) / H(T i,ay - T d,ay ) Kazanç kullanım faktörü; (-1 / KKOay) ay = 1- e Binadaki kullanım alanı A n baģına düģen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi Q= Q yıl / A n =...kwh/m 2 (A n = 0,32 V brüt =...m 2 ) veya binadaki ısıtılan yapı hacmi (V brüt ) baģına düģen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi Q = Q yıl / V brüt =...kwh/m 3 dir....derece gün bölgesi için A top /V brüt =...oranı, ilgili çizelgesinden alınan Q =...formülünde yerine yazıldığında, bina için olması gereken en büyük ısı kaybı Q =...kwh/m 2 veya Q =...kwh/m 3 olarak bulunur ve bu değer hesaplanan Q ile karģılaģtırıldığında, (Q Q ) olduğundan; yani bu bina için hesaplanan yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi, olması gereken en büyük ısı kaybı değerinin altında kaldığından, bu proje TS 825 te verilen hesap yöntemine uygundur. 34

13 h=5,5 m Örnek derece gün bölgesinde bulunan ve Ģekilde görüldüğü gibi 9m eninde, 10m boyunda, 5,5m yüksekliğinde ve 158,4m 2 kullanım alanı olan iki katlı bir konut örnek alınarak tek bölge için yıllık ısıtma enerjisi gereksiniminin hesaplanması. Uygunluk belgesine sahip pencere kullanılmıģtır. Ağaçlardan kaynaklanan gölgelenme vardır. Ġç sıcaklık 19C dir.( A güney =10m 2, A kuzey =2m 2, A doğu =A batı =4m 2 )dir. Pencereler çift cam arası 9mm. a=10 m Veriler: Pencere alanı; A p = 20 m 2 DıĢ duvar alanı; A D = (95,52+105,52)-A p A D = 189 m 2 Tavan alanı; A T = 910 = 90 m 2 DöĢeme alanı; A t = 910 = 90 m 2 A top = 389 m 2 ; V brüt = 9105,5 = 495 m 2 b=9m DıĢ Duvar Kalınlık (m) h (W/mK) Sıva... 0, ,87 Yatay delikli tuğla... 0, ,45 Isı yalıtım malzemesi... 0, ,04 Sıva... 0, ,87 Taban / DöĢeme Kalınlık (m) h (W/mK) ġap... 0, ,40 Isı yalıtım malzemesi... 0, ,04 Tesviye Ģapı... 0, ,40 Hafif beton... 0, ,10 Blokaj... 0, ,74 Tavan Kalınlık (m) h (W/mK) Sıva... 0, ,87 Betonarme... 0, ,30 Isı yalıtım malzemesi... 0, ,04 Hesaplanan ısı geçirme katsayıları; 35

14 U D = 0,47 W/m 2 K, U p = 2,8 W/m 2 K, U T = 0,3 W/m 2 K, U t = 0,43 W/m 2 K Binanın iletimle olan ısı kaybı (3.4) formülüne göre; H i = 1890,47+202,8+0,8900,30+0,5900,43 H i = 185,78 W/K dir. Havalandırma ısı kaybı için; uygunluk belgesine sahip pencere kullanılmıģ olması nedeniyle, n h = 1 h -1 olarak ve havalandırılan hacim V h = 0,8V brüt = 0,8495 = 396 m 3 alınarak; (3.6) dan; H h = 0,331,0396 H h = 130,68 W/K olarak hesaplanır. Binanın özgül ısı kaybı ise (3.3) e göre; H = H i +H h = 185,78+130,68 H = 316,46 W/K dir. Binanın konut olması dolayısıyla iç ısı kazançları için; i,ay = 5A n = 5158,4 i,ay = 792 W GüneĢ enerjisi kazançlarının hesaplanması için, binanın ayrık ve en az katlı binaların bulunduğu bir yerleģim yerinde inģa edileceği, fakat ağaçlardan kaynaklanan gölgelenmeye maruz kalacağı düģünülerek; r i,ay = 0,6 seçilir. Binada çok katlı cam kullanıldığı için g = 0,75 ve g i,ay = 0,8 g = 0,80,75 = 0,6 bulunur. A i değerleri, yani her yön için toplam pencere alanları hesaplanır. Örnek olarak seçilen binadaki pencere alanları; A güney = 10 m 2, A kuzey = 2 m 2, A doğu = 4 m 2, A batı = 4 m 2 dir. I i,ay değerleri ise her ay için Çizelge 4.2 den alınır. Örneğin ocak ayı için; I güney,ocak = 72 W/m 2, I kuzey,ocak = 26 W/m 2, I batı/doğu,ocak = 43 W/m 2 değerleri okunur. Bütün bu değerlerin (3.7) formülünde yerine yazılması ile, ocak ayı için ortalama güneģ enerjisi kazancı; g,ocak = 0,60, ,60,6262+0,60,6434+0,60,6434 g,ocak = 402 W olarak hesaplanır. Kazanç kullanım faktörünün ( ay ) hesaplanabilmesi için (3.9) formülünden KKO ocak ın hesaplanması gerekir. Bina konut için kullanılacağı için T i olarak 19C alınır. T d,ocak için Çizelge 3.4 ten 3.derece gün bölgesi için 1,3C olarak alınır. Böylece ocak ayı için kazanç/kayıp oranı; 36

15 KKO ocak = ( )/[316,46(19-1,3)] = 0,21 olarak hesaplanır. Kazanç kullanım faktörü ( ocak ) ise; (3.8) den; ocak = 1-e -1/KKOocak = 1-e -1/0,21 = 0,99 olarak hesaplanır. Bu durumda ocak ayı için ısı kazançları; ocak = ( i + g,ocak ) = 0,99( ) 1182,06 W olarak hesaplanır. Hesaplanan ve çizelgeden alınan değerlerin hepsi (3.2) temel formülünde yerine yazılırsa, ocak ayı için ısıtma enerjisi gereksinimi; Q ocak = [316,46(19-1,3)-1182,06] Q ocak = kj olarak hesaplanır. Buraya kadar yapılan hesaplar her ay için tekrarlanarak toplam ısı kaybı elde edilir. Yapılan hesaplar; Çizelge 3.7 (Bina özgül ısı kaybı hesaplama çizelgesi) ve Çizelge 3.8 (Binanın yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi hesaplama çizelgesi) doldurularak gösterilmelidir. 37

16 KTÜ Müh.-Mim. Fak. Makina Müh. Bölümü Termodinamik Anabilim Dalı Binadaki yapı elemanları BĠNA ÖZGÜL ISI KAYBI HESAPLAMA ÇĠZELGESĠ Bina:...Örnek Yapı elemanı kalınlığı d (m) Isı iletim katsayısı hesap değeri h (W/mK) d/ 1/ (m 2 K/W) 1/ i 0,13 Sıva 0,02 0,87 0,023 Duvar Yatay delikli tuğla 0,19 0,45 0,42 yüzeyleri Isı yalıtım malzemesi 0,06 0,04 1,5 Sıva 0,005 0,87 0,006 1/ d 0,04 Toplam ısı geçirme katsayısı U (W/m 2 K) Isı taģıyan yüzey A (m 2 ) Isı kaybı AU (W/K) Toplam 2,12 0, ,83 1/ i 0,13 PVC yer döşemesi İhmal - - Şap 0,03 1,4 0,21 Taban Isı yalıtım malzemesi 0,08 0,04 2,0 Tesviye şapı 0,02 1,4 0,014 Hafif beton 0,1 1,1 0,09 Blokaj 0,15 1,74 0,086 1/ d 0 Toplam 2,34 0,43x0, ,35 1/ i 0,13 Sıva 0,02 0,87 0,023 Tavan Betonarme 0,15 1,3 0,115 Isı yalıtım malzemesi 0,12 0,04 3,0 1/ d 0,08 Toplam 3,35 0,3x0, ,6 Pencere 2, Yapı elemanlarından iletim yoluyla gerçekleģen ısı kaybı toplamı AU=U DA D + U PA P + 0,8U TA T + 0,5U ta t + U da d + 0,5U dsıca dsıc = 185,78 Ġletim yoluyla gerçekleģen ısı kaybı(ısı köprüleri dahil); Havalandırma yoluyla gerçekleģen ısı kaybı; Özgül ısı kaybı; H i = AU + IU ı H h = 0,33 n h V h H = H i +H h = = = 185,78 W/mK 130,68 W/mK 316,46 W/mK 38

17 KTÜ Müh.-Mim. Fak. Makina Müh. Bölümü Termodinamik Anabilim Dalı Aylar Özgül ısı kaybı YILLIK ISITMA ENERJĠSĠ GEREKSĠNĠMĠ HESAPLAMA ÇĠZELGESĠ Bina:...Örnek Isı kaybı Sıcaklık farkı Isı kayıpları Ġç ısı kazancı Isı kazançları GüneĢ enerjisi kazancı Toplam Kazanç KKO kullanım faktörü Isıtma enerjisi gereksinimi H=H i+h h T i-t d H(T i-t d) i g T = i+ g ay Q ay (W/K) (K, o C) (W) (W) (W) (W) (-) (-) (kj) Ocak 17, ,21 0, ġubat ,24 0, Mart ,31 0, Nisan 9, ,48 0, Mayıs 4, ,97 0, Haziran 316,46 0, ,42 0,17 İhmal Temmuz T d yüksek Ağustos T d yüksek Eylül 2, ,75 0, Ekim 7, ,53 0, Kasım 12, ,3 0, Aralık 16, ,22 0, Q ay= H(T i-t d)- ay ( i,ay+ g,ay) t 10-3 (kj) (burada t = s dir) Q yıl=q ay = Toplam ısı kaybı; Konutlar için iç ısı kazancı; GüneĢ enerjisi kazancı; Q yıl = 0, (kj) = kWh i,ay 5.A n (W) g,ay = r i,ay g i,ay I i,ay A i Kazanç kayıp oranı; KKO ay = ( i,ay + g,ay ) / H(T i,ay - T d,ay ) Kazanç kullanım faktörü; (-1 / KKOay) ay = 1- e Binadaki kullanım alanı A n baģına düģen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi Q= Q yıl / A n =...101,5...kWh/m 2 (A n = 0,32 V brüt =...158,4...m 2 ) veya binadaki ısıtılan yapı hacmi (V brüt ) baģına düģen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi Q = Q yıl / V brüt =...kwh/m 3 dir derece gün bölgesi için A top /V brüt =...0,79...oranı, ilgili çizelgesinden alınan Q =...67,29A/V+50,16...formülünde yerine yazıldığında, bina için olması gereken en büyük ısı kaybı Q =...103,3...kWh/m 2 veya Q =...kwh/m 3 olarak bulunur ve bu değer hesaplanan Q ile karģılaģtırıldığında,...101, ,3... (Q Q ) olduğundan; yani bu bina için hesaplanan yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi, olması gereken en büyük ısı kaybı değerinin altında kaldığından, bu proje TS 825 te verilen hesap yöntemine uygundur. 39

18 27 m Örnek derece gün bölgesinde bulunan ve Ģekilde görüldüğü gibi 27 m yüksekliğinde, 20 m boyunda, 12 m eninde ve 2073,6 m 2 kullanım alanına sahip olan 11 katlı bir yapının, tek bölge Ģeklinde göz önüne alınarak, TS 825 e uygun olup olmadığının gösterilmesi. Veriler: Konut bitiģik düzen, doğal havalandırmalı olup, pencereler tek camlı ve uygunluk belgesine sahiptir. Yönlere göre pencere alanları; A p,kuzey = 42 m 2 ; A p,güney = 57 m 2 ; A p,doğu = A p,batı = 38 m 2 Yapı bileģenlerine ait toplam ısı geçirme katsayıları ise; U D = 0,62 W/m 2 K; U p = 2,8 W/m 2 K U T = 0,45 W/m 2 K; U t = 0,58 W/m 2 K Pencereler toplam alanı m 2 Tavan alanı...20x12=240 m 2 Taban alanı...20x12=240 m 2 12 m 20 m DıĢ duvarlar toplam alanı...(20x27+12x27)x2-175= =1553 m 2 Isı kaybeden yüzeyler toplamı (A top ) x240=2208 m 2 Bina brüt hacmi (V brüt )...20x12x27=6480 m 3 Bina bitiģik düzen ve çok katlı r i,ay =0,5 Pencereler tek camlı ve uygunluk belgesine sahip g =0,85 g i,ay =0,8x085=0,68 Yapıdaki iç kazançlar (konut); i,ay = 5xA n =5x2073,6 i,ay = W Aylık ortalama güneģ enerjisi kazançları; g,ocak = 0,5x0,68x(72x57+26x42+2x43x38)=2878 W g,ģubat = 0,5x0,68x(84x57+37x42+2x57x38)=3629 W g,mart = 0,5x0,68x(95x57+52x42+2x77x38)=4573 W g,nisan = 0,5x0,68x(83x57+66x42+2x90x38)=4877 W g,mayıs = 0,5x0,68x(95x57+79x42+2x114x38)=5857 W g,haziran = 0,5x0,68x(95x57+83x42+2x122x38)=6179 W g,temmuz = 0,5x0,68x(93x57+81x42+2x118x38)=6008 W g,ağustos = 0,5x0,68x(93x57+73x42+2x106x38)=5584 W g,eylül = 0,5x0,68x(89x57+57x42+2x81x38)=4632 W g,ekim = 0,5x0,68x(82x57+40x42+2x59x38)=3685 W g,kasım = 0,5x0,68x(67x57+27x42+2x41x38)=2744 W g,aralık = 0,5x0,68x(64x57+22x42+2x37x38)=2511 W Havalandırma ısı kaybı; H h =0,33.n h.v h =0,33x1x0,8xV brüt =0,33x0,8x6480H h =1710,72 W/K 40

19 KTÜ Müh.-Mim. Fak. Makina Müh. Bölümü Termodinamik Anabilim Dalı Binadaki yapı elemanları 1/ i BĠNA ÖZGÜL ISI KAYBI HESAPLAMA ÇĠZELGESĠ Bina:...Örnek Yapı elemanı kalınlığı d (m) Isı iletim katsayısı hesap değeri h (W/mK) d/ 1/ (m 2 K/W) Toplam ısı geçirme katsayısı U (W/m 2 K) Isı taģıyan yüzey A (m 2 ) Isı kaybı AU (W/K) Duvar yüzeyleri 1/ d Toplam 0, ,86 1/ i Taban 1/ d Toplam 0,58x0, ,6 Tavan 1/ i 1/ d Toplam 0,45x0, ,4 Pencere 2, Yapı elemanlarından iletim yoluyla gerçekleģen ısı kaybı toplamı AU=U DA D + U PA P + 0,8U TA T + 0,5U ta t + U da d + 0,5U dsıca dsıc = 1608,86 Ġletim yoluyla gerçekleģen ısı kaybı(ısı köprüleri dahil); Havalandırma yoluyla gerçekleģen ısı kaybı; Özgül ısı kaybı; H i = AU + IU ı H h = 0,33 n h V h H = H i +H h = = = 1608, , ,58 41

20 KTÜ Müh.-Mim. Fak. Makina Müh. Bölümü Termodinamik Anabilim Dalı Aylar Özgül ısı kaybı YILLIK ISITMA ENERJĠSĠ GEREKSĠNĠMĠ HESAPLAMA ÇĠZELGESĠ Bina:...Örnek Isı kaybı Sıcaklık farkı Isı kayıpları Ġç ısı kazancı Isı kazançları GüneĢ enerjisi kazancı Toplam Kazanç KKO kullanım faktörü Isıtma enerjisi gereksinimi H=H i+h h T i-t d H(T i-t d) i g T = i+ g ay Q ay (W/K) (K, o C) (W) (W) (W) (W) (-) (-) (kj) Ocak 15, ,25 0, ġubat 14, ,29 0, Mart 11, ,38 0, Nisan 6, ,72 0, Mayıs 1, , Haziran 3319,58 T d yüksek Temmuz Ağustos Eylül Ekim 4, ,86 0, Kasım 9, , Aralık 14, ,28 0, Q ay= H(T i-t d)- ay ( i,ay+ g,ay) t 10-3 (kj) (burada t = s dir) Q yıl=q ay = Toplam ısı kaybı; Konutlar için iç ısı kazancı; GüneĢ enerjisi kazancı; Q yıl = 0, (kJ) = kWh i,ay 5.A n (W) g,ay = r i,ay g i,ay I i,ay A i Kazanç kayıp oranı; KKO ay = ( i,ay + g,ay ) / H(T i,ay - T d,ay ) Kazanç kullanım faktörü; (-1 / KKOay) ay = 1- e Binadaki kullanım alanı A n baģına düģen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi Q= Q yıl / A n =...59,23...kWh/m 2 (A n = 0,32 V brüt = ,6...m 2 ) veya binadaki ısıtılan yapı hacmi (V brüt ) baģına düģen yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi Q = Q yıl / V brüt =...kwh/m 3 dir....derece gün bölgesi için A top /V brüt =...0,34...oranı, ilgili çizelgesinden alınan Q =...68,59A/V+32,3...formülünde yerine yazıldığında, bina için olması gereken en büyük ısı kaybı Q =...55,62...kWh/m 2 veya Q =...kwh/m 3 olarak bulunur ve bu değer hesaplanan Q ile karģılaģtırıldığında,...59,23..>...55,62.. (Q > Q ) olduğundan; yani bu bina için hesaplanan yıllık ısıtma enerjisi gereksinimi, olması gereken en büyük ısı kaybı değerinin altında kaldığından, bu proje TS 825 te verilen hesap yöntemine uygundur uygun değildir. 42

21 3.5 YOĞUġMA DENETĠMĠ TS 825 ile yapı bileģenlerinin içerisinde yoğuģma sonucu birikebilecek olan su miktarının hesaplanması ve yoğuģma kontrolünün yapılmasına iliģkin esaslar belirlenmiģtir. Bir yapı bileģeni içersinden geçen su buharının basıncı, doymuģ su buharı basıncına ulaģtığında yoğuģma ortaya çıkar. YoğuĢma hesabında Ģu yol izlenir: a)ġekil 3.1 de görüldüğü gibi yapı bileģenini oluģturan yapı malzemesi tabakaları ile ilgili olarak çizilen grafiğin yatay eksenine, difüzyon eģdeğer hava tabakası kalınlıkları (S d ) ve düģey eksenine su buharı kısmi basıncı (P) eklenir. P i = i P si P si Doymuş su buharı basıncı (P s ) P sd b)yapı bileģeni içerisinde ara yüzeyler için hesapla belirlenmiģ olan sıcaklıklar esas alınarak, Çizelge 2.4 ten okunan doymuģ su buharı basınç değerleri (o sıcaklıkta mümkün olan en yüksek basınç değeri) ve gerçek su buharı basınç değerleri yapı bileģeni kesiti üzerindeki grafiğe iģlenir. Su buharı kısmi basınç eğrisi, yapı bileģeninin ġekil 3.1 iki yüzeyindeki basınçları (P i ve P d ) birleģtiren düz bir çizgi olarak çizilir. Ancak eğer bu düz çizgi, doymuģ su buharı basınç eğrisi ile kesiģecek olursa kesiģme noktasından itibaren, kesik çizgi ile gösterilen doymuģ su buharı basınç eğrisi izlenmelidir. Çünkü su buharı kısmi basıncı, doymuģ su buharı basıncından daha büyük olamaz. Her iki eğrinin kesiģme noktası yoğuģmanın ortaya çıktığı yer olarak göz önüne alınır. P (Pa) Su buharı kısmi basıncı (P s ) S d (m) P d = d P sd c) Her iki eğrinin kesiģmemesi durumunda, yapı bileģeni içerisinde yoğuģma olmayacağı anlaģılır. A B d) Yapı bileģeni içerisinde yoğuģma dönemi boyunca oluģan yoğuģma suyu kütlesi, (2.14) ifadesi esas alınarak hesaplanır. Örneğin ġekil 3.2'deki difüzyon grafiği ile verilen durumda yoğuģma suyu kütlesi Ģu Ģekilde belirlenir: YoğuĢma yüzeyleri arasından geçen su buharı miktarı; P i P sw1 P sw2 P d ġekil 3.2 S di S dz S dd S d 43

22 Pi - Psw1 i i = 1/ Δ1 Psw1 - Psw2 iz = 1/ Δz Psw2 - Pd id = 1/ Δd olmak üzere A ve B yoğuģma yüzeylerinde yoğuģarak biriken su miktarları; W T1 t t i i i z W T2 t t i z i d ifadeleri ile hesaplanır. Burada; t t saat olarak yoğuģma dönemi süresidir. Belirlenen yoğuģma suyu miktarı, yönetmelikte verilen sınır değerin altında ise, buharlaģma dönemi boyunca bu suyun buharlaģma miktarına iliģkin bir inceleme daha yapılır. BuharlaĢma dönemi boyunca buharlaģan su kütlesi, yoğuģma dönemi boyunca biriken su kütlesinden daha fazla ise yapı bileģenindeki yoğuģmanın TS 825'e uygun olduğu gösterilmiģ olur. Bir yapı dıģ bileģeninde yoğuģma sonucu biriken su, buharlaģma döneminde buharlaģarak yoğuģma suyu düzleminden dıģ havaya doğru buhar difüzyonu Ģeklinde geçer. BuharlaĢan su miktarının belirlenmesinde yoğuģma hesabında uygulanan yöntem kullanılır. Bunun için örneğin ġekil 3.2'deki dıģ duvar örneği göz önüne alınacak olursa, buharlaģma dönemindeki difüzyon grafiği ġekil 3.3'teki gibi çizilir. BuharlaĢma dönemi boyunca iç ve dıģ ortama doğru geçen toplam su buharı kütlesi; i i Psw P i 1/ i P sw id Psw P d 1/ d P i P d birim su buharı kütleleri esas alınarak; W v t v i i i d S di S dz S dd ifadesi ile hesaplanır. Burada; t v saat S d olarak buharlaģma dönemi süresidir. ġekil

23 TS 825 ile yapı bileģenlerinin içerisinde yoğuģma sonucu birikebilecek olan su miktarının hesaplanması ve yoğuģma kontrolünün yapılmasına iliģkin esaslar belirlenmiģtir. Buna göre dıģ duvar, taban vb. yapı bileģenlerinde birikebilecek yoğuģma suyu kütlesi miktarı, 1 kg/m 2 olarak sınırlandırılmıģtır. Ancak bu koģul Ģu iki durum için geçerli değildir; a) YoğuĢma suyu kılcal olay dolayısıyla, suyu absorbe edemeyen yapı malzemesi tabakalarının birbirlerine temas ettikleri yüzeylerde oluģuyor ise, bu durumda izin verilen yoğuģma suyu kütlesinin miktarı 0,5 kg/m 2 yi aģmamalıdır. b) AhĢap malzemelerdeki nem içeriğinin kütle cinsinden ifade edildiği durumda, ahģap malzemenin kütlesinin nem nedeniyle %5 den daha fazla artmasına izin verilmez. Sunta vb. iģlenmiģ ahģap ürünlerinde ise bu değer %3 ü aģmamalıdır. Yapılacak su buharı geçiģi hesaplarında Ģu basitleģtirilmiģ kabuller kullanılır: YoğuĢma döneminde (KıĢ aylarında) DıĢ ortam koģulları C, %80 bağıl nem Ġç ortam koģulları... 20C, %50 bağıl nem Süre saat (60 gün) BuharlaĢma Döneminde (Yaz aylarında) a) YaĢam birimi olmayan çatı odaları ve tavan araları altındaki tavanlar ve duvarlarda, DıĢ ortam koģulları... 12C, %70 bağıl nem Ġç ortam koģulları... 12C, %70 bağıl nem YoğuĢma suyunun oluģtuğu ortam (bileģen içi) koģulları... 12C, %100 bağıl nem Süre saat (90gün) b) YaĢam birimlerini dıģ ortamdan ayıran çatılar DıĢ ortam koģulları... 12C, %70 bağıl nem Çatı yüzeyi sıcaklığı... 20C Ġç ortam koģulları... 12C, %70 bağıl nem YoğuĢma suyunun oluģtuğu ortam koģulları... 12C, %100 bağıl nem Süre saat (90 gün) BasitleĢtirmek amacıyla duvarlarda esas alınacak ortam koģulları; a Ģıkkında çatılar için verilmiģ olan, 12C ve %100 bağıl nem değeri olarak alınabilir. Örnek 3.3 ġekil 3.4'te görülen ve beģ ayrı tabakadan oluģan dıģ duvar örneği için yoğuģma denetiminin yapılması. 45

24 Veriler: Ġç iklim DıĢ iklim koģulları koģulları YoğuĢma dönemi Hava sıcaklığı (C) Bağıl nem (%) DoymuĢ su buharı basıncı (Pa) Su buharı kısmi basını (Pa) BuharlaĢma dönemi Hava sıcaklığı (C) Bağıl nem (%) DoymuĢ su buharı basıncı (Pa) Su buharı kısmi basını (Pa) ġekil 3.4 DıĢ duvar örneği DıĢ duvarı oluģturan tabakaların özellikleri ve bu tabakalar boyunca olan sıcaklık ve doymuģ su buharı basınç değerleri, bir çizelge üzerinde daha açık bir Ģekilde izlenebilir Tabaka Sıcaklık Kalınlığı Tabaka d (m) Su buharı difüzyon direnç faktörü (-) Su buharı difüzyon eģdeğer hava tabakası kalınlığı S d (m) Isı iletim katsayısı hesap değeri h (W/mK) Yüzeyin ısı taģınım direnci veya tabakanın ısı iletkenlik direnci 1/, 1/C (m 2 K/W) Ġçeri ısı geçiģi ,13 19 mm yatık yonga levha ( = 50) Polistiren sert köpük levha 19 mm yatık yonga levha ( = 100) 0, ,95 0,13 0,15 0, ,00 0,04 2,50 0, ,90 0,13 0,15 4 Hava tabakası 0, Giydirme cephe dıģ kaplaması T (C) DoymuĢ su buharı basıncı P s (Pa) 20, , , , , DıĢarı ısı geçiģi ,08-10,0 260 S d = 4,85 1/U = 3,01 a) Çizelgede okunan değerler ile yoğuģma dönemi boyunca birikecek olan yoğuģma suyu kütlesi hesaplanacak olursa; 46

25 1/ i 1,5.2, , m 2 hpa/kg S di S dd 1/ d P i ,5.1,9.10 Pa P sw 318 Pa P d 208 Pa 6 2, m YoğuĢma dönemi süresi; t T = 1440 h olmak üzere yoğuģma suyu kütlesi; 2 hpa/kg WT ,43 2,85 6 P (Pa) S d1 S d2 S d P i P P s P sw P d W T 0,221 kg/ m S d (m) olarak hesaplanır. Belirlenen bu değer yönetmelikte öngörülen 1 kg/m 2 sınır değerinin altında kaldığı için, 2. aģama olarak buharlaģma dönemi boyunca bu suyun buharlaģıp buharlaģmayacağı kontrol edilir. b) YoğuĢma dönemi boyunca yapı bileģeni içerisinde yoğuģan su miktarının tamamının, buharlaģma dönemi boyunca buharlaģma yoluyla yapı bileģeninin içerisinde iç ve dıģ ortama buharlaģma yoluyla geçmesi gerekmektedir. Bu amaçla; buharlaģma dönemi boyunca buharlaģacak olan su kütlesi hesaplanırsa; 1/ i 1/ Pi d Pd 1,5.2, ,5.1, Pa P sw 1403 Pa 6 6 4, , m hpa / kg 2 m hpa / kg BuharlaĢma dönemi süresi ; t V = 2160 h olmak üzere buharlaģan su kütlesi; WV ,43 2,85 W V 0,524 kg/ m 2 6 P (Pa) P i P P sw P d S d (m) olarak belirlenir. W T = 0,221 kg/m 2 < W V = 0,524 kg/m 2 olması nedeniyle standartta aranan tüm koģullar sağlanmıģ olur. 47

26 Örnek 3.4 Tabloda verilen iç ve dıģ iklim koģulları için Ģekilde görülen dıģ duvar içerisindeki ara yüzey sıcaklıklarının ve doymuģ su buharı basınç değerlerinin belirlenerek aģağıda verilen tablonun doldurulması; dıģ duvar içerisinde yoğuģma olup olmadığının ölçekli bir grafik üzerinde çizimle gösterilmesi. Ġç iklim KoĢulları DıĢ iklim koģulları Hava sıcaklığı (C) Bağıl nem (%) Tabaka Tabaka Sıcaklık Kalınlığı Ġçeri ısı geçiģi d (m) Su buharı difüzyon direnç faktörü (-) Su buharı difüzyon eģdeğer hava tabakası kalınlığı S d (m) Isı iletim katsayısı hesap değeri h (W/mK) Yüzeyin ısı taģınım direnci veya tabakanın ısı iletkenlik direnci 1/, 1/C (m 2 K/W) ,13 1 Ġç sıva 0, ,3 0,87 0,017 2 Delikli tuğla 0,20 8 1,6 0,5 0,4 T (C) DoymuĢ su buharı basıncı P s (Pa) , , , Isı yalıtım malz. 0, ,04 0,75-8, DıĢ sıva 0, ,4 1,40 0,014 DıĢarı ısı geçiģi ,08 S d = 5,3 1/U = 1,39-8,

27 Grafikten de görüldüğü gibi; su buhari kısmi basıncı değiģim eğrisi, doymuģ su buharı değiģim eğrisini kesmediği için duvar içerisinde verilen iklim koģullarında hiçbir zaman yoğuģma ortaya çıkmaz Psi = 2340 Pa P (Pa) Pi = 1170 Pa DoymuĢ su buharı basıncı değiģimi eğrisi 500 Su buharı kısmi basıncı Psd = 260 Pa değiģim eğrisi Pd = 208 Pa 0-0,5 0,3 0,5 1,5 1,9 2,5 3,5 4,5 4,9 5,3 5,5 Sd (m) 49

28 50