NİTELİKLİ CAMLAR ve ENERJİ TASARRUFLU CAMLARIN ISI YALITIMINA ETKİSİ

Transkript

1 NİTELİKLİ CAMLAR ve ENERJİ TASARRUFLU CAMLARIN ISI YALITIMINA ETKİSİ Dr. Ş.Özgür ATAYILMAZ 28. Ders

2 İÇERİK 1. Cam ve Pencerenin Gelişimi 2. Enerji Tasarrufu 3. Camlarda Isı yalıtımı 4. Tek Camdan Isı Kaybı Uygulaması 5. Çift Camdan Isı Kaybı Uygulaması 6. Radyasyonla Isı Geçişi 7. Yeni Nesil Yalıtım Camları 8. Yeni Nesil Yalıtım Camları Uygulaması 9. Camlarda Isı Yalıtımı Değerlendirme 10. Camlarda radyasyonla Isı Geçişi İçin Alınacak Önlemler 11. Soru Cevap 2/21

3 CAM ve PENCERENİN GELİŞİMİ 3/21

4 ENERJİ TASARRUFU EIA; International Energy Outlook /21

5 ENERJİ TASARRUFU EIA; International Energy Outlook /21

6 ENERJİ TASARRUFU Ülkemizdeki durum Elektrik İşleri Etüt İdaresi 6/21

7 ENERJİ TASARRUFU çatı Yapılarda ısı kayıplarının %30 u yeterli yalıtım özelliklerine sahip olmayan pencerelerden gerçekleşmektedir. Günümüzde teknolojinin ilerlemesi ile geliştirilen çözümler sonucu özel camlar ile ısı yalıtımı ve güneş kontrolü sağlanabilmektedir. Elektrik İşleri Etüt İdaresi 7/21

8 CAMLARDA ISI YALITIMI Tek cam kullanılması durumunda güneş ışığı ve ısısından yararlanılmakta fakat yalıtım özelliği sağlanamamaktadır. Tek camın kalınlığının artırılması da istenilen oranlarda ısı yalıtımına katkı sağlamamaktadır Isı yalıtımı için camda birincil çözüm klasik çift cam uygulamasıdır. 8/21

9 TEK CAMDAN ISI KAYBI UYGULAMASI Dış ortam sıcaklığı -10oC iç ortam sıcaklığı 20oC olan bir durumda 0.8 m yüksekliğinde, 1.5 m genişliğinde ve 4 mm kalınlığında ve k=0.78 W/m iletim katsayısına sahip tek camdan sürekli rejimde transfer olan ısı ne kadar olur? İç ve dış yüzeydeki ısı transfer katsayısını h1=10w/m2 ve h2=40w/m2 olarak kabul edelim(radyasyon etkisiyle birlikte) Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

10 ÇİFT CAMDAN ISI KAYBI UYGULAMASI Dış ortam sıcaklığı -10oC iç ortam sıcaklığı 20oC olan bir durumda 0.8 m yüksekliğinde, 1.5 m genişliğinde ve 4 mm kalınlığında (k=0.78 W/m) iki tabakadan oluşan bir çift cam ele alalım. Cam tabakaları arasında 10 mm kalınlığında durgun hava (k=0.026w/m) olması durumunda sürekli rejimde transfer olan ısı ne kadardır? İç ve dış yüzeydeki ısı transfer katsayısını h1=10w/m2 ve h2=40w/m2 olarak kabul edelim(radyasyon etkisiyle birlikte) 10/21

11 RADYASYONLA ISI GEÇİŞİ Dünya yüzeyinde yatay bir yüzeydeki direkt ve diffuse radyasyon Yüksek dalga boylu güneş ışınları sera içine girer fakat düşük dalga boylu ışınlar dışarıya çıkamaz ve enerji içeride tutulur (Sera etkisi). Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

12 RADYASYONLA ISI GEÇİŞİ Camlardan ısı geçişinin bir kısmı rasyasyonla olmaktadır Cam yüzeyinde etkili olan Güneş ışınımı dağılımı Cam yüzeyinde etkili olan direkt, diffuse ve yansıyan güneş ışınımı bileşenleri Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

13 YENİ NESİL YALITIM CAMLARI Çift cam uygulamasında iç ortam yüzeyine Low-e film (yansıtıcılığı yüksek) uygulaması yapılması durumunda oda içerisinde bulunan cisimlerden radyasyonla yayılan ısıyı tekrar içeriye yansıtarak bina içinden dışarıya olan ısı kaybını büyük ölçüde azaltmaktadır. Çift camlarda sadece iç mekan yüzeyine Low-e film kaplaması uygulaması yoğun olarak soğuk iklimlerde tercih edilmelidir. 13/21

14 YENİ NESİL YALITIM CAMLARI İç ortam ile pencere arasındaki ışınımla ısı geçişi camın yayıcılığı ile orantılıdır ve iç yüzeyde low-e kaplama yapılması kışın ısı kaybını yazın ise ısı kazancını azaltmaktadır Çift camlarda iç ortam yüzeyine Low-e film kaplaması ile birlikte dış ortam yüzeyine yansıtıcı malzeme uygulaması yoğun olarak sıcak iklimlerde tercih edilmelidir. 14/21

15 YENİ NESİL YANSITICILI YALITIM CAMLARI UYGULAMASI 40 m2 yüzey alanına sahip bir çift cam (SHGC=0.766) ele alalım. Cam dış yüzeyinde yansıtıcı bir film olması durumunda SHGC e düşmektedir. Soğutma sezonu Haziran-Eylül, kış sezonu Ekim-Aralık ayları süresince devam etmektedir. Aylara göre günlük güneş ısı akısı sırasıyla 1.86, 2.66, 3.43, 4.00, 4.36, 5.13, 4.31, 3.93, 3.28, 2.80, 1.84 ve 1.54 kwh/gün verilmektedir. Ayrıca elektrik ve doğal gazın birim fiyatı 0.08$/kWh ve 0.5$/therm dir. Soğutma sistemi için COP=2.5 ve ısıtma sistemi verimi 0.8 ise yansıtıcı film kullanılması durumunda yıllık kazancın ne olacağını hesaplayınız. Ayrıca yansıtıcı filmin maliyetinin 20$/m2 olması durumunda geri ödeme süresini hesaplayınız. Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

16 YENİ NESİL YANSITICILI YALITIM CAMLARI UYGULAMASI Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

17 CAMLARDA ISI YALITIMI DEĞERLENDİRME Isı yalıtım camlarının kullanılacağı bölgelere göre üretiminde, aradaki boşluğun genişliği, boşlukta kullanılacak gazın türü ve bölücü miktarı (çift veya üç cam) en önemli parametrelerdir. Aradaki boşluklarda hava yerine Argon veya Krypton kullanılmaktadır. Boşluk genişliği optimum ısı yalıtım özelliği sağlanacak şekilde dizayn edilmelidir. Aralarında boşluk olan ısı yalıtım camlarında bölücülerin kendi aralarındaki ışınımı azaltmak için yüzeylerin emissivite değerlerine dikkat edilmeli, gerekli ise kaplama yapılmalıdır. 17/21

18 CAMLARDA ISI YALITIMI DEĞERLENDİRME Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

19 CAMLARDA ISI YALITIMI DEĞERLENDİRME Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

20 CAMLARDA RASYASYONLA ISI GEÇİŞİ İÇİN ALINACAK ÖNLEMLER Çatı saçağının yaz döneminde uzatılması cam yüzeyindeki güneş ışınımı azaltır. Yaz döneminde, perde güneş ışınımını yansıtarak ısı kazançlarını azaltır. Kış döneminde ise cam ile arasında hava boşluğu yaratarak ısı kaybını azaltır. Yunus A.ÇENGEL, Heat Tramsfer /21

21 SORU - CEVAP 21/21