ISITMA VE İKLİMLENDİRME

Transkript

1 TC ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK MİMARLIK FAKÜLTESİ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISITMA VE İKLİMLENDİRME ProfTuncay Yılmaz

2 ISITMA ve İKLİMLENDİRME 1 GİRİŞ Isıtma ve iklimlendirme teknolojisinde çok hızlı değişimler olmaktadır Beş on sene önceki teknolojiler yerini daha yenilerine terketmektedir Buna uygun olarak da bu konudaki standartlar ve kurallar da hızlı değişime uğramaktadır Ülkemize doğalgazın gelmesiyle ısıtma sistemlerinde de değişiklikler yaşanmaktadır Isı yalıtımı kuralları temelinden değişikliğe uğramıştır İklimlendirme sistemlerinde split cihazların önlenemez yükselişi devam etmektedir Bütün bu gelişmeler ısıtma ve iklimlendirme konusunun önemini göstermekte olup, öğretiminde sürekli kendisini yenilemesi gerektiğini açıkça göstermektedir Bu kitapta öncelikle ısı yalıtımı, merkezi ısıtma sistemleri, yerel ısıtma sistemleri ve bu sistemlerin hesaplanması, iklimlendirme sistemleri, psikometri, ısı kaybı ve kazancının belirlenmesi, split sistemler ve bu sistemlerin projelendirilmesi üzerinde durulacak ve bu sistemlerde enerji tasarrufu ile geri kazanım metotları hakkında bilgi verilecektir

3 2 BİNALARDA ISI YALITIMI Binalarda ısı yalıtımı son yıllarda çok önem kazanmıştır Buna paralel olarak da 2000 Haziran ayından itibaren yeni TS 825 [21] ısı yalıtım kuralları mecburi standart haline getirilmiştir 21 Standartın Uygulama Esasları Standartta esas itibarı ile aşağıda belirtilen hususların dikkate alınması gerekir İç sıcaklıklar Konutlar için iç sıcaklık 19 0 C olarak alınacak, diğer binalar için ise TS 2164 deki değerler kullanılacaktır Ancak bu sıcaklıkların doğruluğu hakkında tereddütler bulunmaktadır [22] Proje Muhtevası Isı yalıtımı, malzeme seçimi, elemanların boyutlandırılması ve detay çözümleri de belirtilmelidir Enerji ihtiyacı, standartta verilen değerlerden aşağı olmamalıdır Ayrıca buhar difüzyonu ve yoğuşmanın da incelenmesi ve gösterilmesi gereklidir Kapsam Belediye sınırları dışında olan ve 100 m 2 döşeme alanından ve 2 kattan fazla olmayan binalarda U değerleri TS 825 te belirtilenlerin altında olur ve pencere alanı da dış duvarların % 12 sinden küçük olursa, ısı yalıtım projesine gerek yoktur Eski yapılarında oturma alanının % 15 inden büyük tadilatlar yapılması durumunda da ısı yalıtım projesi gereklidir Bina Sınırları Bina sınırları, ısıtılan mahalleri dış ortamdan veya varsa ısıtılmayan mahallerden ayıran çizgilerdir Sıcaklık farkları 4 0 C den fazla olursa, bu yerler için ayrı ayrı hesap yapılır Ölçüler için dış ölçüler esas alınırhesapların kolaylığı bakımından iç ortam sıcaklıkları için ortalama iç sıcaklık bulunmalıdır Bunun için de tavan yüksekliği h 3 m ise döşeme ağırlıklı ortalama, h>3 m ise hacim ağırlıklı bir ortalama sıcaklık hesaplanmalıdır

4 İzin Verilen Sınır Isı İhtiyacı İzin verilen Q sınır değerleri eğer net oda yüksekliği H net <26 m ise bina kullanım alanıyla ilgili değerler (kwh/m 2 ) eğer H net >26 m ise binanın ısıtılacak hacmiyle ilgili değerler alınacaktır 22 Hesaplama Kuralları 221 Isıtma İhtiyacı Hesabı Yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı Q yıl =ΣQ ay (21) şeklinde hesaplanır Burada Q nun birimi [MJ] dür Q ay ise aylık ısıtma enerjisi ihtiyacı olup Q ay [ H ( T T ) ( Φ + Φ )] 2, 592 = η (22) i d ay i, ay g, ay şeklinde hesaplanır Q ay eksi işaretli çıkarsa sıfır olarak alınır Buradaki terimlerin anlamları aşağıda verilmiştir H binanın özgül ısısı [W/K] olup H=H i +H h (23) şeklinde hesaplanmalıdır H i iletimle özgül ısı olup H i =ΣAU+IU i (24) şeklinde belirlenmelidir Ancak ısı köprülerinin uzunluğunun I=0 yapılması uygun olur Bu da tüm ısı köprüsü oluşturabilecek beton perde vb kısımların yalıtılmaları anlamına gelirki, böyle de yapılmalıdır Bundan dolayı H i = AU şekline dönüşür Bu da AU U D AD + U P AP + 0,8U T AT + 0,5U t At + U d Ad + 0, 5U = dsıs Adsıs (25)

5 ifadesinden bulunur Burada U toplam ısı transferi katsayılarını, A da alanları göstermektedir İndislerden D dış duvar, P pencere, T tavan, t zemine oturan taban, d dış hava ile temas eden taban, dsıc düşük sıcaklıklardaki iç ortamlar ile temas eden yerler anlamındadır Tabandan ısı kaybı az olduğundan 0,5 katsayısı, tavan çatı kabul edildiğinden 0,8 katsayısı, düşük sıcaklıklı yüzeyler için de yine 0,5 katsayısı kullanılmıştır Tavan ve çatıda ise 0,8 yerine 1,0 katsayısı kullanılmalıdır Havalandırma yoluyla özgül ısı kaybı H h [W/K] H h = ρcvo = ρcnhvh = 0,33nhVh (26) eşitliğinden bulunmalıdır Burada n h hava değişim sayısı [1/h] ve V h [m 3 ] da havalandırılan hacim olup V h =08V brüt (27) eşitliğinden bulunur V brüt binanın brüt hacmidir Çok iyi pencereler için n h =1, diğer pencere sistemleri için n h =2 değeri seçilmelidir Mekanik havalandırma durumunda hava debisi V [m 3 /h] V = V f + V x (28) bağıntısından bulunur Burada f fan debilerini V de rüzgar etkisiyle oluşan debiyi V göstermektedir Fanlar binaya basan ve binadan emen olarak ayrı ayrı iseler, bunlardan x hangi durumda debi büyükse, o durum esas alınmalıdır V x için standartta bir bağıntı verilmişse de, bu bağıntının kullanılabilirliği hakkında tereddütler vardır Onun için yerine n h V h değerinin alınması tavsiye edilebilir Mekanik havalandırma zaman zaman çalışıyorsa, o zaman hava debisi V x V = 0 x V ( 1 β ) + V f + V β (29)

6 eşitliğinden bulunmalıdır Burada β fanların çalıştığı zaman oranı V o da fanlar çalışmadığı zamanlardaki debidir Mekanik havalandırmada eğer ısı geri kazanım eşanjörü kullanılıyorsa o zaman hava debisi f ( 1 v ) Vx V = V η + (210) bağıntısı ile bulunur Burada η v ısı eşanjörü verimidir İç sıcaklık konutlar için 19 0 C olarak alınır Diğer yerler için TS 2164 [21] de verilen değerler kullanılır T d aylık ortalama dış sıcaklıklar olup çizelge 21 de Türkiye deki 1, 2, 3 ve 4 bölgeler için verilmiştir Bu bölgelerdeki iller çizelge 22 de gösterilmiştir İç aylık kazanç Ø i,ay için Konutlar:da Ø i,ay 5 [W/m 2 ] (211) Ticari Binalar:da Ø i,ay 10 [W/m 2 ] (212) alınmalıdır Güneş enerjisinden dolayı iç kazanç φ g, ay = r i, ay * g i, ay * I İ, ay * Aİ (213) bağıntısından bulunur Burada r i,ay, saydam yüzeylerin aylık ortalama gölgeleme faktörüdür Başka bir değer yoksa, ayrık ve az katlı (<3 kat) binaların bulunduğu yerlerde r i,ay =0,6 alınır Bitişik nizam veya çok katlı binaların bulunduğu yerleşim bölgeleri için r i,ay =0,5 olarak alınmalıdır g i,ay yüzeye dik gelen ışınımları geçirme faktörü olup, tek cam için g i,ay =0,68, çok katlı cam için g i,ay =0,60 ve toplam ısı transferi katsayısı U<20 olan yüzeyler için g i,ay =0,40 değerleri alınmalıdır I i,ay değerleri çizelge 23 te verilmiştir Isı

7 kazançlarının yalnız bir kısmı ısı ihtiyacı için kullanılırbundan dolayı ısı kazançları bir η ay verimi ile çarpılır Bunun için önce bir kazanç-kayıp-oranı KKO ay tarif edilir: KKO ay = φ i, ay ( T ) H T i, ay + φ g, ay d, ay (214) η ay da ( 1/ ) η = 1 exp (215) ay KKO ay eşitliğinden bulunur KKO ay 2,5 için ısı kaybı olmadığı kabul edilir ve Q ay =0 alınır Q ay Çizelge 24 ve 25 te TS 825 te verilen bir örnek hesapla elde edilen U,A ve AU değerleri ile ısı ihtiyacı gösterilmiştir Isı ihtiyacı en sonunda [MJ] biriminde bulunduktan sonra 3,6 değerine bölünerek kwh değerine çevrilir Eğer net kat yüksekliği genelde 2,6 m den küçük ise bu değerde toplam döşeme kullanım alanı A t ye bölünerek yıllık ısı ihtiyacı kwh/m 2 olarak elde edilir Eğer net kat yüksekliği 2,6 m den büyük ise, bulunan kwh değer toplam kullanım hacmine bölünerek kwh/m 3 olarak birim hacim için yıllık ısı ihtiyacı elde edilir Bu ısı ihtiyacı çizelge 26 da verilen eşitliklerden bulunan değerlerle kontrol edilir ve bu değerlerden küçükse uygun olduğuna karar verilir Çizelge 26 da verilen eşitlikler Şekil 21 ve 22 de grafik olarak gösterilmiştir Bu grafiklerden de yararlanmak mümkündür Çizelge 26 c de 100 m 2 den küçük döşeme alanlı ve 3 kattan fazla olmayan belediye sınırları dışındaki binalar için gerekli toplam ısı transferi katsayıları U lar için en yüksek değerler verilmiştir Gerçek değerler bunların altında kalırsa, bina ısı yalıtımına uygundur anlamındadır 222 Buhar Yoğuşmasının Hesaplanması Buhar yoğuşması hesabından önce ısı transferinden [23] bildiğimiz yöntemlerde iç ve dış yüzeyler ile duvar içindeki sıcaklıklar belirlenir Bu sıcaklıklara uygun olan buhar neminin doyma basıncı çizelge 27 de verilmiştir Bu değerler ayrıca

8 P s T = a b n (216) eşitliğinden bulunmalıdır Burada T [ 0 C] olup, P s de [Pa] biriminde bulunmaktadır Bu eşitlikteki a, b ve n değerleri aşağıda verilmiştir a=288,68 0 T 30 0 C : b=1,098 n=8,02 a=4,689 (217) -20 T 0 0 C : b=1,486 n=12,30 İç ve dış ortamdaki gerçek kısmi basınçlar P i ve P d P i =φ i P s (218) P d =φ d P s (219) olarak hesaplanır Burada φ i ve φ d iç ve dış ortamın rölatif (bağıl) nemini göstermektedir İç ve dış ortam şartı olarak genelde T i =20 0 C, φ i =%50 T d =-10 0 C, φ d =%80 (220) değerleri alınmalıdır Bu verilere göre P i =1170 ve P d =130 Pa olarak alınabilir İç ve dış ortam için doyma basınçları da P i,s =2340 ve P d,s =260 Pa dır Yoğuşmaya karşı en iyi önlem yoğuşmanın hiçbir durumda meydana gelmemesidir Bunun için duvar iç ve dış yüzeyleri ile duvar ara yüzeylerinde buhar basınçlarının hesaplanması ve aynı yerlerde hesaplanan doyma basınçları ile karşılaştırma yapılması gereklidir Eğer basınçlar doyma basınçlarından küçükse yoğuşma olmuyor demektir Eğer basınçlar

9 doyma basınçlarından büyük çıkıyorsa bu durumda yoğuşma olabilir demektir ki, o zaman difüzyona karşı da yalıtım yapılması gerektiği ortaya çıkar Duvar üzerinden transfer edilen kütle miktarı kg/m 2 olarak M B P İ d = (221) R P DT eşitliğinden kg/h olarakhesaplanabilir Burada P ler [Pa] ve R DT de [ Burada R DT toplam difüzyon direnci olup, Pah ] birimindedir kg R DT = 1 i S i + μ 1 + β i D β d RT (222) şeklindedir β i, β d iç ve dış taraftaki konveksiyonla kütle transferi katsayıları olup, genelde yoğuşma hesaplarında ihmal edilebilirler Bu durumda normal sıcaklıklarda RT D 6 =1,510 Pa h [ mkg ] (223) değeri kabul edilerek R DT için R DT 6 6 = 1,510 μ i S i = 1,510 S e (224) eşitliği elde edilirburada S e [m] birimindedir μ i, S i kalınlığındaki duvarın difüzyon direnç faktörü olup, Çizelge 28 de bazı malzemeler için değerler verilmiştir TS 825 te bunlar için ayrıntılı bir çizelge eklenmiştir (222) eşitliğinde görüldüğü gibi eşdeğer duvar kalınlığı S e = μs (225)

10 şeklinde tarif edilir ve basınç dağılımı da eşdeğer kalınlık üzerinden yapılır Şekil 23 den şekil 28 e kadar üç ayrı duvar tipinde sıcaklık dağılımları ve kısmi buhar basıncı dağılımları gösterilmiştir Bu şekillerde verilen duvarlarda yoğuşma olmadığı görülmektedir 23 Kaynaklar [21] TS 825, Binalarda Isı Yalıtım Kuralları [22] H Bulut, O Büyükalaca, T Yılmaz, Binalarda ısı yalıtım hesabında kullanılan aylık ortalama dış sıcaklık değerlerinin incelenmesi 13 Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi, S-7 Eylül 2001, Konya [23] T Yılmaz, Teorik ve Uygulamalı Isı Transferi, Papatya Yayıncılık 1999, İstanbul

11 Çizelge 21 Çeşitli Bölgelere Göre Aylık Ortalama Dış Sıcaklıklar 1 Bölge 2 Bölge 3 Bölge 4 Bölge OCAK 8,0 3,3 1,3-5,2 ŞUBAT 9,3 4,5 2,0-4,1 MART 11,5 72 5,0-1,3 NİSAN 15,7 12,6 9,8 5,1 MAYIS 20,6 17,8 14,1 10,1 HAZİRAN 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 EKİM 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 1

12 1 BÖLGE DERECE GÜN İLLERİ Çizelge 22 İllere Göre Derece Gün Bölgeleri ADANA ANTALYA AYDIN HATAY İÇEL İZMİR OSMANİYE ŞIRNAK 2 BÖLGE DERECE GÜN İLLERİ ADAPAZARI DENİZLİ KİLİS SAMSUN ADIYAMAN DİYARBAKIR KOCAELİ SİİRT AMASYA EDİRNE MANİSA SİNOP BALIKESİR GAZİANTEP MARDİN ŞANLIURFA BATMAN GİRESUN MUĞLA TEKİRDAĞ BURSA İSTANBUL ORDU TRABZON ÇANAKKALE KMARAŞ RİZE YALOVA ZONGULDAK 3 BÖLGE DERECE GÜN İLLERİ AFYON BOLU IĞDIR KONYA UŞAK AKSARAY BURDUR ISPARTA KÜTAHYA ANKARA ÇANKIRI KARABÜK MALATYA ARTVİN ÇORUM KARAMAN NEVŞEHİR BARTIN ELAZIĞ KIRIKKALE NİĞDE BİLECİK ESKİŞEHİR KIRKLARELİ TOKAT BİNGÖL IĞDIR KIRŞEHİR TUNCELİ 4 BÖLGE DERECE GÜN İLLERİ AĞRI ERZURUM KAYSERİ ARDAHAN GÜMÜŞHANE MUŞ BAYBURT HAKKARİ SİVAS BİTLİS KARS VAN ERZİNCAN KASTAMONU YOZGAT

13 Çizelge 23 Bütün Derece Gün Bölgeleri İçin Hesaplamalarda Kullanılacak Olan Ortalama Aylık Güneş Işınımı Şiddeti Değerleri [W/m 2 ] Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık I güney = I kuzey = I batı/doğu =

14 Çizelge 24 ısıtma Enerjisi İçin Verilen değerler A - En büyük ve en küçük A top /V brüt oranları için ısıtma enerjisi değerleri A/V < 02 için A/V > 105 için Q ı 1DG = kwh/m² 8,5 21 kwh/m 3 Q ı 2DG = kwh/m² 14,7 33 kwh/m 3 Q ı 3DG = kwh/m² 20,4 39 kwh/m kwh/m² Q ı 4DG = 33,4 56 kwh/m 3 B - Bölgelere göre A top /V brüt oranlarına bağlı olarak gereken Q nun hesaplanması A N ile ilişkili Q ı 1DG = 46,62 A/V + 17,38 [kwh/m²] V brüt ile ilişkili Q ı 1DG = 14,92 A/V + 5,56 [kwh/m 3 ] A N ile ilişkili Q ı 2DG = 68,59 A/V + 32,30 [kwh/m²] V brüt ile ilişkili Q ı 2DG = 21,95 A/V + 10,34 [kwh/m 3 ] A N ile ilişkili Q ı 3DG = 67,29 A/V + 50,16 [kwh/m²] V brüt ile ilişkili Q ı 3DG = 21,74 A/V + 16,05 [kwh/m 3 ] A N ile ilişkili Q ı 4DG = 82,81 A/V + 87,70 [kwh/m²] V brüt ile ilişkili Q ı 4DG = 26,5 A/V + 28,06 [kwh/m 3 ] C - Bölgelere göre tavsiye edilen U değerleri U D U T U t U P (W/m²K) (W/m²K) (W/m²K) (W/m²K) 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

15 Çizelge 25 Binanın Özgül Isı Kaybı Çizelge 26 Yıllık Isıtma Enerjisi İhtiyacı

16 ÇİZELGE 27 Su Buharının -30, +20 C Aralarında Doyma Basıncı Doymuş su buharı basıncı (Pa) Sıcaklık C

17 Çizelge 28 Bazı Malzemeler İçin Isı İletim Katsayıları ve Difüzyon Direnç Faktörleri Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 1 Doğal taşlar 11 Kristal yapılı püskürük ve metamorfik taşlar (granit, bazalt, mermer, vb) > 2800 Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK 3,5 Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) 12 Tortul, sedimante taşlar (kum taşı, traverten, konglomeralar vb) ,3 13 Gözenekli püskürük taşlar < ,55 2 Doğal zeminler (doğal nemlilikte) 21 Kum, kum-çakıl , Kil,sıkı toprak Dökme malzemeler (hava kurusunda, üzeri örtülü durumda) Kum, çakıl, kırma taş (mıcır) ,1 0,7 32 Bims çakılı (TS 3234) < ,19 33 Yüksek fırın curufu < 600 0,13 34 Kömür curufu < ,23 35 Gözenekli doğal taş mıcırları < ,22 < ,27 36 Genleştirilmiş perlit agregası (TS 3681) < 50 0,046 < 100 0,058 < 150 0,070 < 200 0, Genleştirilmiş mantar parçacıkları < 200 0, Polistiren, sert köpük parçacıkları 15 0, Testere ve plânya talaşı 200 0, Saman 150 0,058

18 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 4 Sıvalar, şaplar ve diğer harç tabakaları Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) 41 Kireç harcı, kireç-çimento harcı , Çimento harcı , Alçı harcı, kireçli alçı harcı , Yalnız alçı kullanarak (agregasız) yapılmış sıva , Alçı harçlı şap , Çimento harçlı şap , Dökme asfalt kaplama, kalınlık >15 mm ,90 48 Anorganik asıllı hafif agregalardan yapılmış sıva harçları 800 0, ,35 49 Genleştirilmiş perlit agregasıyla yapılan sıvalar ve harç ve tabakaları ,38 0, , , ,24 5 Büyük boyutlu yapı elemanları ve bileşenleri (kolon, kiriş, döşeme ve ısı iletkenliği hesabına esas yüzeyi 0,25 m 2 den büyük olan perde, panolar gibi) 800 0,29 51 Normal beton, (TS 500 e uygun), doğal agrega veya mıcır kullanılarak yapılmış betonlar Donatılı Donatısız ,10 1,

19 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 52 Kesif dokulu hafif betonlar, (agregalar arası boşluksuz) donatılı veya donatısız Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) 521 Gözenekli hafif agregalar kullanılarak ve kuvars kumu katılmaksızın yapılmış betonlar (TS 1114'e uygun agregalarla 3 ) ,39 0,44 0,49 0,55 0,62 0,70 0,79 0,89 1,00 1,30 1, Yalnız genleştirilmiş perlit kullanılarak ve kuvars kumu katılmaksızın yapılmış betonlar (TS 3649'a uygun ) 3 ) ,10 0,13 0,15 0,19 0,21 0,24 0,27 0,30 0,35 0,42 0,49 53 Tuvenan halindeki hafif agregalarla yapılan hafif betonlar (agregalar arası boşluklu) Gözeneksiz agregalar kullanılarak yapılmış betonlar Gözenekli hafif agregalar kullanılarak kuvartz kumu katılmadan yapılmış betonlar 3 ) ,81 1,10 1,40 0,22 0,

20 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m Gözenekli hafif agregalar kullanılarak kuvartz kumu katılmadan yapılmış betonlar 3 ) Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK 0,28 0,36 0,46 0,57 0,75 0,92 1,20 Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) Yalnız doğal bims kullanılarak ve kuvars kumu katılmadan yapılmış betonlar (TS 3234'e uygun) (TS 2823'e uygun yapı elemanları dahil) ,15 0, , , , ,32 54 Organik bazlı agregalarla yapılmış hafif betonlar , Ahşap testere veya plânya talaşı betonu 400 0, , , , , Çeltik kapçığı betonu 600 0, ,17

21 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 55 Buharla sertleştirilmiş gaz betonlar (TS 453'e uygun yapı elemanları dahil) Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK 0,14 0,16 0,19 0,21 Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) Yapı plâkları ve levhaları 800 0,23 61 Gaz beton yapı levhaları (TS 453'e uygun plaklar) 611 Normal derz kalınlığında ve normal harçla yerleştirilen levhalar ,22 0, , , İnce derzli veya özel yapıştırıcı kullanılarak yerleştirilen levhalar ,19 0, , ,27 62 Hafif betondan duvar plâkları 800 0, , , , ,58 63 Alçıdan duvar levhalar ve blokları (gözenekli, delikli, dolgu veya agregalı olanlar dahil) (TS 45l, TS 452 TS 1474'e uygun ) ,29 0, , , ,58

22 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 64 Genleştirilmiş perlit agregası katılmış alçı duvar levhaları (TS 3682 ye uygun) Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK 0,29 0,35 0,41 Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) Alçı karton plâkalar (TS 452 ye uygun) Kâgir duvarlar (Harç fugaları- derzleri dahil) 900 0, Tuğla duvarlar 711 TS 704, TS 705 e uygun tuğlalarla yapılan kâgir duvarlar, dolu klinker, düşey delikli klinger, (TS 4562) seramik klinger (TS 2902) ,81 0, , TS 704, TS 705 e uygun dolu veya düşey delikli tuğlalarla duvarlar ,50 0, , , Düşey delikli tuğlalarla duvarlar (TS 4377'ye uygun AB sınıfı tuğlalarla, normal derz veya harç cepli) , Normal harç kullanarak AB sınıfı tuğlalarla yapılan duvarlar ,35 0, , , TS4916 ya uygun harç kullanılarak AB sınıfı tuğlalarla yapılan duvarlar 2) ,30 0, , ,39

23 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m Düşey delikli hafif tuğlarlarla duvarlar (TS 4377'ye uygun W sınıfı tuğlalarla, normal derz veya harç cepli) Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) 7141 Normal harç kullanılarak W sınıfı tuğlalarla yapılan duvarlar <700 0, , , TS 4916'ya uygun harç kullanılarak W sınıfı tuğlalarla yapılan duvarlar 2) 1000 <700 0,39 0, , , Düşey delikli hafif tuğlalarla duvarlar (TS 4377'ye uygun W sınıfı lâmba zıvanalı tuğlalarla) , Normal harç kullanılarak W sınıfı lâmba zıvanalı tuğlalarla yapılan duvarlar <700 0, , , TS 49l6 'ya uygun harç kullanılarak W sınıfı Lâmba zıvanalı tuğlalarla yapılan duvarlar 2) 1000 <700 0,34 0, , , , Yatay delikli tuğlalarla duvarlar (TS 4563) <1000 0,

24 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 72 Kireç kum taşı duvarlar (TS 808 'e uygun) Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK 0,35 0,40 0,44 0,50 0,57 0,70 0,79 0,99 1,10 Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) Gaz beton duvar blokları ile duvarlar (TS 453'e uygun) , Normal derz kalınlığında ve normal harçla yerleştirilmiş bloklarla duvarlar 400 0, , , , İnce derzli (derz kalınlığı < 3 mm) veya özel yapıştırıcısıyla yerleştirilmiş bloklarla duvarlar (blok uzunluğunun en az 500 mm olması şartıyla) ,29 0, , , , TS 4916 ya uygun harç kullanılarak gaz beton bloklarla yapılan duvarlar 2) ,27 0, , , , ,23

25 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 74 Beton briket veya duvar blokları ile duvarlar Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) 741 Hafif betondan dolu briket veya dolu bloklarla duvarlar (TS 406'ya uygun ve kuvars kumu katılmaksızın yapılmış briket ve bloklarla) ,32 0, , , ,43 0, , , , , , Doğal bims betondan dolu bloklarla duvarlar (TS 2823'e uygun DDB türü bloklarla, kuvars kumu katılmaksızın yapılmış) ,29 0, , , , , , , , , ,99

26 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m Kuvars kumu katılmaksızın doğal bimsle yapılmış betondan özel yarıklı dolu duvar bloklarıyla duvarlar (TS 2823'e uygun SW türü bloklarla) Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) Uzunluk > 490 mm 500 0, , ,25 0, mm <Uzunluk < 490 mm 500 0, , , , Genleştirilmiş perlit betonundan dolu bloklarla duvarlar (kuvartz kumu katılmaksızın yapılmış bloklarla) (TS 3681 e uygun agregayla TS 406'ya uygun olarak yapılmış bloklarla 3 ) ,26 0, ,32 75 Boşluklu briket veya bloklarla duvarlar 800 0, Hafif betondan boşluklu bloklarla duvarlar (kuvars kumu katılmaksızın TS 2823 uygun BDB türü bloklarla) sıra boşluklu; genişlik < 240 mm, 3 sıra boşluklu; genişlik < 300 mm, 4 sıra boşluklu; genişlik < 365 mm, 5 sıra boşluklu genişlik < 490 mm, 6 sıra boşluklu; genişlik < 490 mm olan bloklarda ,29 0,32 0, , , , ,73

27 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m sıra boşluklu; genişlik = 300 mm, 500 Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK 0,29 Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) sıra boşluklu; genişlik = 365 mm 600 0,34 olan bloklarda 700 0, , , , , Normal betondan boşluklu briket ve bloklarla duvarlar (TS 406'ya uygun) , sıra boşluklu; genişlik < 240 mm, 3 sıra boşluklu; genişlik < 300 mm, 4 sıra boşluklu; genişlik < 365 mm, <1800 0, olan bloklarda sıra boşluklu; genişlik = 300 mm, 3 sıra boşluklu; genişlik = 365 mm, olan bloklarda < , Doğal taşlarla örülmüş moloz taş duvarlar Taşın birim hacim kütlesi ; < 1600 kg/m 3 0,81 > 1600,< 2000 kg/m 3 1,16 > 2000,< 2600 kg/m 3 1,74 8 Ahşap ve ahşap mamulleri > 2600 kg/m 3 2,56 81 Ahşap 811 İğne yapraklı ağaçlardan elde edilmiş olanlar 600 0, Kayın, meşe, dişbudak 800 0,20

28 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 82 Ahşap mamulleri Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) 821 Kontrplâk (TS 46), kontrtabla (TS 1047) 800 0, Ahşap yonga levhalar 8221 Yatık yongalı levhalar (TS 180, TS 1617) 700 0, Dik yongalı levhalar (TS 3482) 700 0, Odun lifi levhalar 8231 Sert ve orta sert odun lifi levhalar (TS 64) 600 0, , , Hafif odun lifi levhalar < 200 0, Kaplamalar < 300 0, Döşeme kaplamaları 911 Linolyum , Mantarlı linolyum 700 0, Sentetik malzemeden kaplamalar (örneğin PVC) , Halı vb kaplamalar 250 0,07 92 Suya karşı yalıtım kaplamaları 921 Mastik asfalt kaplama > 7 mm , Bitüm ve bitüm emdirilmiş kaplamalar 9221 Armatürlü bitümlü pestiller (membranlar) Bitümlü karton , Cam tülü armatürlü bitümlü pestil , ,01 mm Al Folyolu bitümlü pestil 900 0, Cam tülü armatürlü polimer bitümlü membran , Polimer bitümlü su yalıtım örtüleri ,

29 Çizelge 28 (Devam) Sıra No Malzeme veya bileşenin çeşidi Birim hacim kütlesi 1) kg/m 3 Isıl iletkenlik hesap değeri λ h 4) W/mK Su buharı difüzyon direnç faktörü μ 6) 923 Armatürlü veya armatürsüz plâstik pestil ve folyolar Polietilen folyo , PVC örtü , PIB polyisobütilen örtü , ECB etilen kopolimer örtü , EPDM etilen propilen kauçuk örtü , Isı yalıtım malzemeleri Odun talaşı levhaları (TS 305) levha kalınlığı > 25 mm levha kalınlığı =10 mm Sentetik köpük malzemeler 1021 Polistiren sert köpük levhalar (PS) Polistiren - partiküler köpük (TS 7316) 15 0, Polistiren - ekstrüde köpük XPS (TS 11989) Yüzeyi pürüzlü veya pürüzlü ve kanallı levhalar > 20 0, Yüzeyi düzgün (ciltli) levhalar 30 0, Poliüretan sert köpük levhalar (PUR) (TS 2193) (TS 10981) 30 0, Fenol reçinesinden sert köpük levhalar 30 0, Mineral ve bitkisel lifli yalıtım malzemeleri (TS 901) , Cam köpüğü levhalar , Mantardan ısı yalıtım levhaları (TS 304) , > , > , Kamıştan hafif levhalar 0,058 1) Bu EK de verilen birim hacim kütleleri bir yapı malzeme veya bileşininin gerçek birim hacim kütlesinden farklı olabilir Bu gibi durumlarda göz önünde bulundurulacak ısı iletkenliği hesap değeri, esas malzemenin (meselâ tuğla duvarda tuğlanın) kuru durumdaki birim hacim kütlesine (varsa içindeki boşluk ve delikler dahil birim hacim kütlesi) en yakın ancak ondan daha büyük olan birim hacim kütlesi için verilen değerdir Bir malzeme veya bileşen için yalnız bir birim hacim kütlesine bağlı olarak ısıl iletkenliği hesap değeri verilmişse, malzeme veya bileşenin gerçek birim hacim kütlesi farklı da olsa bu ekdeki değer geçerlidir Gerektiğinde, yapı malzeme veya bileşenlerinin birim alan kütlelerinin hesabında da bu ekdeki birim hacim kütleleri yukarıdaki esaslara göre göz önünde bulundurulur 2) TS 4916 ya uygun hafif örgü harcı kullanılması durumunda, bu ek de; briket ve bloklarla yapılan duvarlar için verilen ısı iletkenliği hesap değerleri 0,06 W/mK kadar azaltılabilir Ancak bu harcın kullanılması halinde; Duvarların taşıyıcı olmaması, Kullanılacak harcın ilgili standardlarca üretilmiş olması ve şantiyelere ambalâjlı olarak getirilmesi, Yapılacak azaltma sonucu bulunacak ısı iletkenliği hesap değerleri, duvar örgüsünde kullanılan briket ve blokların yapıldıkları betonlar için verilen ısı iletkenliği hasap değerlerinden daha küçük olmaması, gereklidir 3) Kuvartz kumu katılmadan yapılmış beton elemanlar için verilen ısı iletkenliği hesap değerleri, kuvartz kumu katılması durumunda % 20 arttırılarak uygulanır 0,09 0,15 2-5

30 Çizelge 28 (Devam) 4) Bazı gevşek dokulu malzemeler kullanıldığı yerlerde, üzerine gelen yükler sonucu sıkışabilirler (Meselâ döşeme kaplaması altındaki gevşek dokulu yalıtım tabakaları gibi) Bu gibi durumlarda malzemenin sıkışmış olarak birim hacim kütlesi, bu malzeme için bu ek de verilen birim hacim kütlesi değerinden daha büyük değilse, verilen ısıl iletkenlik hesap değerleri aynen geçerlidir Ancak yapılacak ısıl geçirgenlik direnci hesaplarında, malzemenin sıkışmış durumdaki kalınlığının göz önünde bulundurulması gerekir Ayrıca, gevşek dokulu veya sıkışabilir malzemeler üzerine yapılacak kaplamaların, üzerlerine gelecek sabit ve hareketli yükleri, zarar görmeden taşıyacak şekilde seçilmesine ve uygulanmasına özen gösterilmelidir 5) Bir yapı bileşeni veya elemanı birden fazla, değişik ısı iletkenliği hesap değerine sahip malzemeden meydana geliyorsa, o yapı bileşeni veya elemanının ısı iletkenliği hesap değeri; her bir malzemenin kalınlıkları ve alanları dikkate alınarak ısı geçirgenlik dirençleri hesaplanır böylece yüzey yüzde (%) oranlarına göre ortalama ısı iletkenlik değerleri bulunur ve bileşen veya elemanın boyutlarına göre derz durumları da göz önünde bulundurularak hesaplanır 6) Yapı konstrüksiyonu için uygun olmayan değerler her defasında gözardı edilir

31 Bölge Q' (kwh/m 2 ) Bölge 2 Bölge Bölge ,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 A/V (1/m) Şekil 21 m 2 kullanım alanı için müsaade edilen yıllık ısı kaybı

32 Q' (kwh/m ) Bölge 3 Bölge 2 Bölge 1 Bölge A/V (1/m) Şekil 22 m 3 kullanım hacmi için müsaade edilen yıllık ısı kaybı

33 BUHAR DİFÜZYON HESAPLARI İç ortam : 20 o C, %50 Dış ortam : -10 o C %80 1-Perde beton, izalasyonlu Dış İç S = cm λ = μ = k = 104 SONUÇ : Sıcaklık ve Basınç dağılımları verilen Beton perde duvarda yoğuşma mümkün değildir 2- Tavanlar Dış İç S = 5 / 8 / 5 / 7 28 cm λ = 06/0034 /12 / μ = k = 033 SONUÇ : Sıcaklık ve Basınç dağılımları verilen Tavanlarda yoğuşma mümkün değildir 3-Aliminyum sandaviç panel çatı Dış İç S = 005 / 4 / 005 cm λ = 197 / 0039 / 197 μ = / 8 / Se: / 032 / k = 033 SONUÇ : 05 mm Aliminyum malzemenin difüzyon direnci sonsuz kabul edilebilir Dolayısıyla bu çatıda yoğuşma tehlikesinden dolayı zarar söz konusu değildir Şekil 23 Çeşitli duvarlarda buhar difüzyonu

34 Dış Ti ( 0 C) Şekil 24 Beton perde duvar sıcaklık dağılımı İç

35 Dış Pi(Pa) doyma gerçek Se (m) Şekil 25 Beton perde duvar basınç dağılımı İç

36 Dış Ti ( 0 C) Şekil 26 Tavan sıcaklık dağılımı İç

37 P (Pa) Se (m) Şekil 2 7 Tavan basınç dağılımı

38 Dış Ti ( 0 C) Şekil 28 Aliminyum sandvic panel çatı sıcaklık dağılımı İç

39 3 Isı Kaybının Hesaplanması Her tür ısıtma sisteminin projelendirilmesi için önce istenen mahalin ısı kaybının hesaplanması gereklidir Isı kaybı transmisyon (iletimsel) ve infiltrasyon (sızıntı) kaybı olarak iki farklı ısı kaybı olarak dikkate alınır Isı kayıpları TS 2164 [31] e göre yapılmakta olup, MMO [32] ve Karakoç [33] tarafından ayrıntılı olarak verilmiştir 31 Transmisyon (İletimsel) Isı Kaybı 311 Arttırımsız Transmisyon Isı Kaybı İletimsel ısı kaybı Q için önce arttırımsız iletimsel ısı kaybı Q 0 Q0 = U F ΔT (31) eşitliğinden hesaplanmalıdır Burada U toplam ısı transferi katsayısını, F de ilgili yapı bileşeninin alanını ve ΔT de yapı bileşenin iki tarafındaki sıcaklık farkını göstermektedir Hesaplar için bir çizelge Şekil 31 de gösterilmiştir Bu şekildeki işaretler de Çizelge 31 de verilmiştir Mahal iç sıcaklık değerleri Çizelge 32 de gösterilmiştir Dış ortam sıcaklıkları derece-gün veya derece-saat olarak verilen yıllık ısıtma ihtiyacının %99,6, %99, %98 gibi bir ihtimalle ilgili dış sıcaklığın üstündeki derecelerde olması şeklinde tanımlanmaktadır TS 2164 te verilen ve Çizelge 33 te görülen değerler eski değerler olup, gerçek değerlerle farklılıklar göstermektedir Ancak genelde dış sıcaklık değerleri Çizelge 33 dekinden daha yüksektir[34] Isıtılmayan yerlerin sıcaklığı Çizelge 34 kullanılarak hesaplanabilir Ancak termodinamiğin birinci kanunu kullanılarak

40 U i FiTi T IM = (31) U F i i eşitliğinden hesaplanabilir i ilgili ısıtılmayan mahali çevreleyen yüzeyleri, U i ve F i bunların toplam ısı transferi katsayısı ve yüzey alanlarını, T i ise bu yüzeylere komşu iç veya dış ortam sıcaklıklarını göstermektedir İletimsel ısı kaybı Q, arttırımsız iletimsel ısı kaybı Q 0 belirli katsayılarla çarpılarak bulunur 312 Birleştirilmiş Arttırım Katsayısı Z D Birleştirilmiş arttırım katsayısı bilhassa sistem kesintili çalıştırıldığında duvardaki ısı enerjisinin kaybedilmesinden dolayı yapılan zamdır Kesinti ne kadar fazla olursa zam da o kadar yüksek olur Kesinti durumu işletme şekline bağlı olup: 1 İşletme: Sürekli çalışma, örnek : hastane, konut 2 İşletme: En az 10 saat kesinti, örnek: çift tedrisatlı okullar, bazı işyerleri 3 İşletme: En az 14 saat kesinti, örnek: tek tedrisatlı okullar, bürolar, devlet daireleri Z D arttırım katsayısı ve işletme şekilleri ortalama bir toplam ısı transferi katsayısı da denilebilecek D sayısına bağlıdır D sayısı aşağıdaki gibi tarif edilmiştir D = F TOP Q 0 ( T T ) d i (33) Burada F TOP, mahali çevreleyen tüm yüzeyleri kapsamaktadır değerleri çeşitli işletme şekilleri ve D değerleri için Çizelge 35 de verilmiştir Z D 313 Yön Artırımı Güneş enerjisinin etkisini dikkate almak için yön artırımı uygulanır Mahal yönü olarak dış duvar yönü alınır Yön olarak en iyi yöntem dış duvar yüzey alanlarının vektörel bileşkesini almaktır Çizelge 36 da yön artırımı Z H değerleri verilmiştir

41 314 Yüksek Kat Artırımı Yüksek katlarda rüzgar daha etkili olduğundan dış taraftaki ısı transferi katsayısı h d normal alt katlara göre daha yüksek ve dolayısıyla U toplam ısı transferi katsayıları da daha yüksek olacaktır Bu durumu dikkate almak için bir Z W artırımı belirlenir Bu değerler de Çizelge 37 de verilmiştir Görüldüğü gibi 3 kata kadar olan binalarda Z W =0 alınır 4 ve daha yüksek katlardaki mahaller için çizelgeden uygun yükseklik arttırım katsayıları seçilir 315 Toplam İletimsel Isı Kaybı Toplam iletimsel ısı kaybı Q i de i ( Z + Z Z ) Q = Q (33) D H W şeklinde hesaplanır Burada artırım katsayıları % olarak değil, örneğin %5 değil 0,05 şeklinde yazılmalıdır 32 Hava Sızıntısı Isı Kaybı Hava sızıntı ısı kaybı Q ( a ) = E R H ΔT Z l (34) S e şeklinde hesaplanmalı Burada Δ T iç ve dış ortam arasındaki sıcaklık farkıdır Z e de 1 den fazla dış duvarında pencere olan odalar için Z e =1,2 diğer durumlar için de Z e =1 dir a değeri pencere ve kapıların hava sızdırma katsayısı olup, Çizelge 38 de değişik tip pencere ve kapılar için verilmiştir l değeri ilgili pencere veya kapının açılan kenarlarının toplamıdır Ancak, eğer pencere şekli hakkında kesin bilgiler yoksa, bu durumda duvardaki pencere eni ve yüksekliğinden pencere alanı F bulunur Çizelge 39 dan da pencere ve kapı

42 durumu, ile yüksekliğine göre bir ω değeri okunur Tam değer yoksa, interpolasyon yapılır Böylece uzunluk l de l = ωf (35) eşitliğinden elde edilir Her ayrı pencere veya dış kapı için bunlar yapılarak eşitlik (34) deki a l değeri elde edilir R katsayısı pencere cinsi ve dış pencere-iç pencere alan oranına göre Çizelge 310 dan elde edilir H katsayısı binanın durumunu belirleyen bir katsayı olup Çizelge 311 de gösterilmiştir Rüzgarlı bölge, Çizelge 33 de verilen sıcaklık değerleri yanında R harfi yazan yerler için geçerlidir Ayrık nizam türü, dört tarafı açık binalar için geçerlidir Her tarafı kapalı binalar mahfuz, tepe üstü ve deniz kenarı gibi yerdeki etrafı açık binalar çok serbest olarak mütalaa edilirler Isı hesabı yapılan odanın yerden ortalama yüksekliği esas alınarak E katsayısı da Çizelge 12 den bulunur Açıklanan değerler eşitlik (34) de yerine konarak sızıntı ısı kaybı belirlenir Toplam ısı kaybı Q h de Q = Q + Q h i s (36) şeklinde hesaplanır 33 Kaynaklar [31] TS 2164, Kalorifer Tesisatı Projelendirme Kuralları [32] MMO, Kalorifer Tesisatı Proje Hazırlama Teknik Esasları, MMO Yayın No 84, İstanbul, 2000 [33] H Karakoç, Kalorifer Tesisatı Hesabı, Demir Döküm Teknik Yayınları 1, 1998 [34] T Yılmaz, H Bulut Türkiye de Dış Sıcaklık Tasarım Değerleri, Tesisat Mühendisliği 5 Kongresi, İzmir, 2001

43 Çizelge 31 Kalorifer Tesisatı Projelerinde Kullanılan Semboller Sembol Anlamı TP ÇP ÇCP DK İK BK DD İD Ta Dö Tek pencere Çift pencere Çift camlı pencere Dış kapı İç kapı Balkon kapısı Dış duvar İç duvar Tavan Döşeme Çizelge 32 Kalorifer Tesisatı Projelendirme İç Hava Sıcaklıkları

44 Çizelge 33 Dış Sıcaklık Değerleri

45 Çizelge 33 (Devam)

46 Çizelge 33 (Devam)

47 Çizelge 34 Isıtılmayan Mahallerin Sıcaklıkları Dış sıcaklıklar Çatı arasındaki ısıtılmayan Mahaller K< Isıtı lma mış Top rak ma hall er Sıc aklı ğı 2<K< K> İçeriye veyahut bodruma kapı veya pencereli, büyük bir kısmı ısıtılmış mahallerle çevrili Dışa kapı veya pencereli bir kısmı ısıtılmış mahallerle çevrili Döşeme altındaki Dış Duvara Bitişik Merkezi Isıtmalı 15 Bitişik Evlerin Mahalli Isıtmalı 10 Sıcaklığı Kazan Dairesi 20 Kömürlük 10 Çizelge 35 Birleştirilmiş Artırımın Katsayısı Z D D İşletme Durumu 0,1-0,29 0,30-0,69 0,70-1,49 1,50 % Z D I İşletme II İşletme III İşletme

48 Çizelge 36 Yön Artırımı Z H % YÖN G GB B KB K KD D GD %Z H Çizelge 37 Tavsiye olunan kat yükseklik artırımları (Z w ) Bina Toplam Kat Adedi Z w % % % % %20 Çizelge 38 Pencere ve Kapı Çerçevesinin Hava Sızdırmaz Katsayısı (a) Malzeme Pencere veya kapı şekli a Malzeme Tek pencere 30 Çift camlı pencere 25 Çift pencere 20 Plastik çerçeve Tek veya çift camlı pencere 20 Tek pencere 15 Çelik veya metal çerçeve Çift camlı pencere 15 Çift pencere 12 İç kapılar Eşiksiz kapılar 400 Eşikli kapılar 150 Dış kapılar aynen pencere gibi hesaplanır

49 Yapının şekli Muhtelif çok kanatlı pencereler İki kanatlı kapı Tek kanatlı kapı Çizelge 39 Pencere veya kapının yüksekliği h ω+l/f Pencere Cinsi Tahta veya plastik Pencere Çelik veya metal Pencere Tahta veya plastik Pencere Çelik veya metal Pencere Çizelge 310 Oda Durum Katsayısı (R) İç kapı FA(Dış pencere alanı)/ft(iç pencere alanı) Aralıklı <3 Aralıksız <15 Aralıklı <6 Aralıksız <25 Aralıklı 3 ile 9 Aralıksız 15 ile 3 Aralıklı 6 ile 20 Aralıksız 25 ile 6 R Çizelge 311 Bina Durum Katsayısı H Bölgenin durumu Binanın durumu H Katsayısı Bitişik Nizam Ayrık Nizam Normal bölge Mahfuz Serbest Çok serbest Rüzgarlı bölge Mahfuz Serbest Çok serbest Çizelge 312 (H) için Katsayı, E Y (m) E

50 Yapı Bileşeni Alan hesabı Şekil 31 Isı Kaybı Hesap Formu ISI KAYBI HESABI Kat Tesisin adı : Isı kaybı Hesabı Zamlar Sayfa Tari h İşaret Yön Kalınlık Uzunluk Yükseklik veya Genişlik Toplam Alan Miktar Çıkarılan Alan Hesaba giren Alan Isı geçirme katsayısı Sıcaklık farkı Zamsız ısı kaybı Birleşik Kat yükseklik Yön Toplam Toplam Isı ihtiyacı A 0 A k Δt Q 0 Z D Z W Z H Z Q H =Q i +Q S cm m m m² Ad m² m² W m² C C W % % % 1+% W

51 4 Radyatörlü Isıtma Sistemi 41 Radyatörlerin Belirlenmesi Radyatörlü ısıtma sisteminde her odanın ısı kaybı belirlendikten sonra önce ilgili odada kullanılacak radyatör türü seçilmelidir Radyatörler serbest konveksiyon ve radyasyon ile ortama ısı transfer eden cihazlardır Bunlardan çelik, döküm veya alüminyum olanlar en çok kullanılanlar olup, her malzemeden radyatörlerin de kendi aralarında çok çeşitli tipleri vardır Bunların eni, yüksekliği farklıdırlar Belirli bir tip seçildikten sonra, o tipin ilgili oda sıcaklığında ve ısıtma tipinin ortalama sıcaklığındaki verim değerleri üretici firma prospektüslerinden okunur Ülkemizde en yaygın kullanılan 90/70 yani 90 C kazan çıkış ve 70 C kazan dönüş sıcaklığı 70/55 yani 70 C kazan çıkış ve 55 C kazan dönüş sıcaklığı olan sistemler yaygın olarak kullanılmaktadır Ancak son yıllarda daha düşük sıcaklıklı ısıtma sistemleri de kullanılmaya başlanmıştır Mesela 55/45 lik sistemler de kullanılmaktadır 70/90 lık sistemin ortalama radyatör sıcaklığı 80 C olarak kabul edilir Radyatörler zeminden en az 8 cm yükseklikte olmalı ve duvarla aralarında en az 4 cm aralık bulunmalıdır Üstleri serbest olmalıdır Aksi takdirde radyatörler için verilen kapasite değerlerinde indirim yapmak mecburiyeti vardır Radyatörler genelde dilim şeklinde yapıldıklarından tek dilimin kapasitesine göre odanın ne kadar dilimle ısıtılabileceği bulunur ve bu dilim sayısı odadaki dış pencereler altına uygun sayılarda dağıtılır Odanın yeni ısı ihtiyacı olarak bu konan radyatörlerin toplam kapasitesi esas alınır Küçük hacimlerde radyatör dilim sayısının az çıkması durumunda (örneğin 1 veya 2) o zaman odaya hiç radyatör konmaz, ilgili odanın ısı kaybı uygun bitişik bir odaya eklenir Şekil 41 de bir oda ile seçilen radyatörlerin özelliği gösterilmiştir

52 Pencere Dış duvarlar C / 146 / C C / 146 / 502 Pencere İç duvarlar Şekli 41 Bir odada seçilen radyatörler 42 Kazanın Belirlenmesi Isıtma sistemi için gerekli radyatörlerin ısı kapasitesi belirlendikten sonra bunlar toplanır ve böylece Q R ısı yükü elde edilir Kazan ısı yükü Q K ise Q = Q 1 + Z ) K R ( R (41) ifadesinde elde edilir Burada Z R bir artırım katsayısı olup radyatörlere giden borular yalıtılmış ve sıcak hacimlerden geçiyor ise Z R =0,05, kolonlar ısıtılmayan hacimlerden ve tesisat galerilerinden geçiyorsa Z R =0,15, ara durumlar için ise Z R =0,1 olarak alınmalıdır Verimi artırmak için tesisatta biri 1/3 biri 2/3 kapasitede iki kazan veya 3 ü de eşit kapasitede 3 kazan seçilmesi uygun olur 43 Isıtma Sistemi Boru Çaplarının Belirlenmesi Boru çaplarının belirlenmesi için boruların kat planlarında ve kolon şemalarında belirtilmesi ve ısıtma sisteminde kullanılacak tüm çek-valf, vana gibi çeşitli armatür ile bağlantı yer ve şekillerinin belirtildiği bir kolon şemasının çizilmiş olması gereklidir

53 Böyle bir kolon Şekil 42 de verilmiştir Bu şekilde kazan, pompa ile vanalar ve sistemde kullanılan kapalı genleşme valfı da belirtilmiştir Çizelge 41 de boru çapı hesapları için kullanılan çizelge verilmiştir Bu çizelgede ilk önce kritik devrenin hesaplanması ile başlanır Kritik devre basınç kaybının muhtemelen en yüksek olacağı devre olarak tanımlanır Bu tanıma göre normal olarak yapılan pompalı ısıtma sistemlerinde kazandan en uzak ve ısı yükü en fazla olan devre kritik devre olarak adlandırılır Eğer en uzak devre en yüksek ısı yükü taşımıyorsa, o zaman 2 A = Q L (42) değeri yüksek olan devre kritik devre olarak adlandırılır Buna rağmen seçilen devrenin kritik devre olmadığı diğer devrelerin hesaplanması sırasında anlaşıldığında bu yeni devre kritik devre olarak kabul edilmelidir Çapların belirlenmesinde çeşitli yöntemler vardır Bunlardan en önemlileri hız metodu ve sabit basınç gradyanı metodudur 431 Hız Metodu Hız metodunda kazan çıkış ve girişlerindeki hızların 0,8 m/s den büyük olamaması istenir Hızlar kazandan başlayarak radyatöre kadar azalan değerler (yaklaşık olarak) alacak şekilde azaltılır Her ısı yükü değişmesinde boruya bir numara verilir Bu numara ile ilgili borunun taşıdığı ısı yükü Çizelge 41 e işlenir Çizelge 42 kullanılarak verilen ısı yükü ve seçilen yaklaşık hızı veren boru çapı d elde edilir Bu durumda borudaki basınç gradyanı R yine belirtilen çizelgeden okunarak sürtünme basınç kaybı RL hesaplanır Daha sonra Çizelge 43 de verilen değerlerden boru boyunca yerleştirilen elemanlardan yerel basınç kaybı kayıpları Σζ elde edilir ve bunlar yardımıyla ve Çizelge 44 kullanılarak yerel basınç kaybı Z elde edilir Bu şekilde hesaplara devam edilerek tüm kritik devredeki borular hesaplanır Eğer hesaplarda herhangi bir tutarsızlık sezilirse, boru çapları değiştirilerek ikinci ve kesin sonuçlar elde edilir Kazan çıkışına konulması uygun olan pompanın basıncı da bu şekilde tespit edilir Pompa debisi ise

54 Q& V& = (43) ρ C T P Δ eşitliğinden elde edilir ρ ve C P ortalama kazan sıcaklığında alınır ve ΔT de kazan gidiş ve dönüş sıcaklıkları farkı olup, 90/70 lik sistemde ΔT=20 C dir Bu metotta kritik devre dışındaki borular da benzer şekilde belirlenebilir Hız metodu basit bir metot olup, hesaplar kolaydır Ancak sistemde basınç dengeleri gözetilmediği için istenen debilerin istenen radyatörlere gitmesi mümkün değildir Bu durum ancak kolonlara konulacak kolon ayar vanaları ile zahmetli bir işle ayarlanabilir 432 Sabit Sürtünme Basınç Gradyanı Metodu Bu metotta belirli bir basınç gradyanında en ekonomik boru çapının seçileceği durumu dikkate alınır Şekil 43 de ilk yatırım ve işletme giderleri boru çapının fonksiyonu olarak gösterilmiştir F FTOP FİY Fİζ F iş diy dtop d Şekil 43 İlk yatırım, işletme ve toplam fiyatların boru çapı ile değişimi İlk yatırım fiyatları boru çapı büyüdükçe artmaktadır Boru çapı sıfıra gittiğinde de ilk yatırım masrafları, pompa sistemi çok büyüdüğünden, yine artacaktır Bundan dolayı sadece ilk yatırım masrafları dahi düşünülse bir ekonomik d iy boru çapı vardır İşletme

55 masrafları boru çapı ile azalmaktadır, çünkü bilhassa pompanın harcadığı güç azalmaktadır Bundan dolayı da toplam masraflar da bir d Top boru çapında en küçük olacaktır Gayet tabiidir ki, d Top değeri d iy değerinden daha büyüktür Yapılan sistemlerde edinilen deneylere göre ekonomik çap, belirli bir sürtünme basınç gradyanı için belirlenebilmekte ve bu değer genelde R=100 Pa/m olarak kabul edilmektedir Bu durumda Çizelge 42 de R 10 mmss/m basınç gradyanı için ilgili Q değerini karşılayacak bir d boru çapı bulunur Ancak tam R=10 mmss/m değerine bu Q değeri karşılık gelmeyeceğinden R=10 değerine en yakın gelecek boru çapı seçilir Burada ayrıca gerçek R ve u değerleri de belirlenir Burada yine hızların ne çok yüksek ne de çok küçük olmamalarına dikkat etmek gerekir Kritik devre için belirlenen basınç kaybı pompanın basınç kaybını verir Bu metotta en önemli husus basınçların dengelenmesidir Bunun için diğer devrelerdeki basınç kaybının da kritik devredekine eşit olması istenir Bu yeni devrelerde öyle bir R seçilir ki, toplam basınç kaybı karşılansın Bunun için toplam basınç kayıplarının 2/3 ünün sürtünmeden ve 1/3 ünün de yerel kayıplardan olduğu varsayılır Çizelge 45 de bir ısıtma sisteminin boru çaplarının belirlenmesi gösterilmiştir

56 Çizelge 41 Boru Çapı Çizelgesi BORU HESABI CETVELİ Binası Sahife: Kat: a b c d e f g h ı k l m n o p q r s Parçalar Isı Miktarı Sıcaklık farkı 10 0 C olduğuna göre miktarı Boru parçası uzunluğu Takribi boru Çapına göre Değiştirilmiş Boru çapına göre Fark d v R LR Σζ Z d v R LR Σζ Z LR Z No Kcal/h Kcal/h m m/s mmss/m mmss mmss m/s mmss/m mmss mmss mmss mmss

57 Çizelge 42 Pompalı sıcak su ile ısıtmada borulardaki basınç kaybı çizelgesi (20 0 C sıcaklık farkı için)

58

59 Çizelge 43 Örnek Kolon Şeması İçin Σζ Değerleri Çizelgesi

60 Çizelge 44 Sıcak Su İçin Boruların Z Özel Dirençleri (tm=80 0 C)

61 Çizelge 45 Örnek kolon şeması için boru çapı hesabı çizelgesi

62 Şekil 42 Boru hesabı için örnek kolon şeması

63 5 Isıtma Sistemlerinde Kullanılan Diğer Makine ve Tesisat Isıtma sistemlerinde kullanılan kazan ve radyatörlerden söz edilmişti Bu sistemlerde daha pek çok makine ve tesisat bulunmaktadır Burada bunlardan bazılarına değinilecektir 51 Pompalar Isıtma sistemlerinde genelde düşük basınçlı olan santrifüj devridaim pompaları kullanılmaktadır Pompalar genelde kazan çıkışına konur ve belirlenen basınçta tam debiyi veren 1 asil 1 yedek pompadan oluşur Ancak istenildiğinde n adet asil ve 1 adet de yedek pompa kullanılabilir Bu durumda pompalar paralel bağlı, hepsinin basınç farkları kritik devre basınç kaybına eşit ve debileri de V Top n olacaktır V Top tüm sistemin debisidir Şekil 51 ve 52 de santrifüj pompaların paralel ve seri bağlanıldığında karakteristik eğrileri gösterilmiştir Bu şekillerde a eğrileri tek pompanın b eğrileri de çift pompanın karakteristik eğrilerini göstermektedir ΔP Şekil 51 Tek pompanın (a) ve paralel bağlı iki pompanın (b) karakteristikleri