ISITMA SÜRECİ VE OPTİMUM YALITIM KALINLIĞI HESABI

Benzer belgeler
Isıtma Süreci ve Optimum Yalıtım Kalınlığı Hesabı

Abs tract: Key Words: Doç. Dr. Ömer KAYNAKLI Arş. Gör. Mustafa MUTLU Prof. Dr. Muhsin KILIÇ

BİNA DUVARLARINA UYGULANAN ISIL YALITIM KALINLIĞININ ENERJİ MALİYETİ ODAKLI OPTİMİZASYONU

Isıtma ve Soğutma Süreci İçin Dış Duvar Optimum Yalıtım Kalınlığı Hesabı

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Serhat ŞENGÜR

LÜLEBURGAZDAKİ BİNA DIŞ DUVARLARI İÇİN OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ VE MALİYET ANALİZİ

AKDENİZ BÖLGESİ İÇİN ISITMA VE SOĞUTMA DERECE- SAAT DEĞERLERİNİN ANALİZİ

The Effects On Energy Saving Thermal Insulation Thickness In Used Different Structure Materials

EDİRNE İLİNDE OPTİMUM DUVAR YALITIM KALINLIĞININ ENERJİ TASARRUFUNA ETKİSİ Semiha ÖZTUNA 1, Emre DERELİ

Gönen Jeotermal Bölge Isıtma Sistemiyle Isıtılan Farklı Tip Binaların Dış Duvarlarının Optimum Yalıtım Kalınlıklarının Belirlenmesi

Sürdürülebilir Çevre için Binalarda Yalıtım Uygulamasının Etkisi. The Impact of Insulation Implementation in Buildings For a Sustainable Environment

Abs tract: Key Words: Alpay KÜREKÇİ Abdullah Tekin BARDAKÇI Handan ÇUBUK Özlem EMANET

SICAK İKLİM BÖLGELERİNDEKİ BİNALARDA ISITMA VE SOĞUTMA YÜKÜNE GÖRE TESPİT EDİLEN OPTİMUM YALITIM KALINLIKLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

SOĞUTMA ENERJİ GEREKSİNİMİ TESPİTİNDE FARKLI KULLANIM ŞARTLARI İÇİN PRATİK BİR YAKLAŞIM

Kamu Binalarının Isıtma Yüküne Göre Dış Duvarlarının Optimum Yalıtım Kalınlıkları ve Enerji Tüketimleri

KONUTLARDA VE SANAYİDE ISI YALITIMI İLE ENERJİ TASARRUFU - SU YALITIMI EĞİTİMİ VE GAP ÇALIŞTAYI

Türkiye nin dört farklı iklim bölgesinde ısıtma ve soğutma yükleri için optimum yalıtım kalınlıklarının belirlenmesi

Abs tract: Key Words: Dr. Figen BALO Arş. Gör. Aynur UÇAR Prof. Dr. Mustafa İNALLI

OREN303 ENERJİ YÖNETİMİ KERESTE KURUTMADA ENERJİ ANALİZİ/SÜREÇ YÖNETİMİ

Abs tract: Key Words: Ali DAŞDEMİR

GÜNEŞLENME ŞİDDETİ DİKKATE ALINARAK SICAK İKLİM BÖLGELERİNDEKİ BİNALARDA OPTİMUM YALITIM KALINLIKLARININ BELİRLENMESİ

BÎNA YAPIMINDA KÖYKE TAŞI (KAYNAKLANMIŞ TÜF) KULLANILMASININ ENERJİ TASARRUFUNDAKİ ÖNEMİ

Türkiye nin Dört Derece Gün Bölgesinde Borular İçin Optimum Yalıtım Kalınlığı

Enerji Yönetmeliğine Göre Konutların Farklı Isı Yalıtım Malzemeleri İle Yalıtılmasının Ekonomik Analizi Üzerine Bir Araştırma: Kahramanmaraş Örneği

TÜRKİYE NİN DÖRT DERECE GÜN BÖLGESİNDE BORULAR İÇİN OPTİMUM YALITIM KALINLIĞI

Abs tract: Key Words: Cüneyt DAĞIDIR Doç. Dr. Ali BOLATTÜRK

Okan Kon, Gülşen Yaman Nadir İlten, Bedri Yüksel NWSA-ENGINEERING SCIENCES Balikesir University, Balikesir-Turkey

FARKLI AMAÇLARLA KULLANILAN BİNALARIN ÇATI, DÖŞEME VE DIŞ DUVARLARI İÇİN ÖLÇÜLEREK HESAPLANAN OPTİMUM YALITIM KALINLIKLARI

Ekolojik Sürdürülebilirlik Kapsamında Binalarda Kullanılan Çevre Dostu Isı Yalıtım Malzemeleri ve Bunlara Bağlı Yenilenebilir Enerji Kullanımı

GÜNEŞ RADYASYONU DİKKATE ALINARAK SICAK İKLİM BÖLGELERİNDEKİ BİNALARDA OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ

GÜNEŞ IŞINIMI VE DUVAR YÖNÜ DİKKATE ALINARAK OPTİMUM ISIL YALITIM KALINLIĞININ BELİRLENMESİ

OPTİMUM HAVA TABAKASINA SAHİP ÇİFT CAMLI PENCERELERİN YAKIT TÜKETİMİ VE EMİSYON AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

Binalarda ekonomik optimizasyon kullanılarak dış duvar ve pencerelere bağlı yakıt tüketimi ve emisyon hesabı

KARABÜK İÇİN DERECE-ZAMAN HESAPLAMALARI DEGREE-TIME CALCULATIONS FOR KARABÜK

BLOK MALZEME KULLANILAN DUVARLAR İÇİN MALİYET ANALİZİ. 4-Kasım-2014

T.C. BALIKESİR ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI

ÇATI MANTOLAMA SİSTEMLERİ

Abs tract: Key Words: Meral ÖZEL Nesrin İLGİN

EŞANJÖR (ISI DEĞİŞTİRİCİSİ) DENEYİ FÖYÜ

tmmob makina mühendisleri odası kocaeli şubesi Enerji Çalışma Grubu

BAZI İLLER İÇİN GÜNEŞ IŞINIM ŞİDDETİ, GÜNEŞLENME SÜRESİ VE BERRAKLIK İNDEKSİNİN YENİ ÖLÇÜMLER IŞIĞINDA ANALİZİ

BATIKENT, TAM ISI YALITIMLI KONUTTA İŞLETME DÖNEMİ SONUÇLARI

Soru No Puan Program Çıktısı 3, ,8 3,10 1,10

f = =

Seçilen şehirler için ısıtma derece-saat hesabı

YAPI KABUĞUNDA ISI KAYIPLARININ AZALTILMASI VE BİR İYİLEŞTİRME PROJESİ ÖRNEĞİ

Duvar Bileşenleri Arasına Hava Boşluğu Uygulamasının Ekonomik Ve Çevresel Analizi

SANDVİÇ VE GAZBETON DUVAR UYGULAMALARININ ORTALAMA ISI GEÇİRGENLİK KATSAYISI VE ISI KAYBI ÜZERİNDEKİ ETKİSİNİN İNCELENMESİ. U.

Konutların Isıtma Sezonunda Seçilen İç Ortam Sıcaklık Parametresinin Enerji-Maliyet-Çevre Açısından Değerlendirilmesi ve Bir Uygulama Örneği

Abs tract: Key Words: Arş. Gör. Can COŞKUN Doç. Dr. Zuhal OKTAY Dr. Mustafa ERTÜRK

TS 825 BİNALARDA ISI YALITIM KURALLARI HESAP METODUNUN BİLGİSAYAR PROGRAMI VASITASIYLA UYGULANMASI

ENERJİ YÖNETİMİ VE POLİTİKALARI

NİTELİKLİ CAMLAR ve ENERJİ TASARRUFLU CAMLARIN ISI YALITIMINA ETKİSİ

Abs tract: Key Words: Ercan ÇALLI Ali KEÇEBAŞ

DUVARMATĠK 1150 MODÜLER DUVAR PANELĠNĠN ISI ĠLETĠM KATSAYISININ VE SES ĠLETĠM KAYBININ TAYĠNĠ

HASRET ŞAHİN ISI EKONOMİSİ

KONUTLARIN ISITMA SEZONUNDA SEÇİLEN İÇ ORTAM SICAKLIK PARAMETRESİNİN ENERJİ-MALİYET-ÇEVRE AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ VE BİR UYGULAMA ÖRNEĞİ

HAVA ARAÇLARINDAKİ ELEKTRONİK EKİPMANLARIN SOĞUTULMASINDA KULLANILAN SOĞUTMA SIVILARININ PERFORMANSA BAĞLI SEÇİM KRİTERLERİ

Arfl.Gör.Dr. Özden A RA Arfl. Gör. Özlem EMANET Arfl.Gör.Dr.N.Alpay KÜREKC

RADYATÖR ARKALARINA YERLEŞTİRİLEN YANSITICI YÜZEYLERİN RADYATÖR ETKİNLİĞİNE ETKİSİ

1).S.Ü. MÜH.-MİM. FAKÜLTESİ, MİMARLIK BÖLÜMÜ/KONYA tel:

formülü verilmektedir. Bu formüldeki sembollerin anlamları şöyledir: için aşağıdaki değerler verilmektedir.

GEMĐLERDE KULLANILAN VAKUM EVAPORATÖRLERĐNDE OPTĐMUM ISI TRANSFER ALANININ BELĐRLENMESĐ

Aşağıda Tablo 1'de fuel-oil ve doğal gazın yakılması hususuna ilişkin bazı değerler verilmektedir (23).

ÜLKEMİZDEKİ ÇİFT DUVAR ARASI YALITIM UYGULAMALARINDA BETONARME KİRİŞLERİN OLUŞTURDUĞU ISI KÖPRÜLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ ENERJİ ENSTİTÜSÜ FARKLI DERECE-GÜN BÖLGELERİ İÇİN YALITIM PROBLEMİNİN İNCELENMESİ. YÜKSEK LİSANS TEZİ Metin TOLUN

KONUTLARDA YALITIM KALINLIKLARININ ARTIRILMASININ ENERJİ TASARRUFUNA ETKİSİ

SANTRALLERİ SICAK SULU ISITMA DENGELENMESİ. üçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Müh. M

BİNA DIŞ YÜZEYLERİNİN GÜNEŞ IŞINIMINI YUTMA ORANLARININ ISI AKISI AÇISINDAN ARAŞTIRILMASI

TS 825 ISI YALITIM YÖNETMELİĞİ'NİN KONUTLARDA ISI KORUNUMU AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ

İl Bazında Çift ve Üç Camlı Pencereler İçin Optimum Hava Tabakası Kalınlığı Analizi

HİDROLOJİ. Buharlaşma. Yr. Doç. Dr. Mehmet B. Ercan. İnönü Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü

Doğal Yapı Malzemeleri İle Örülmüş Yalıtımlı Duvar Kombinasyon Örnekleri 2. ISI BÖLGESİ (TS 825)

Isıtma tesisatında yıllık yakıt miktarı hesaplanarak, yakıt deposu tesisin en az 20 günlük yakıt gereksinimini karşılayacak büyüklükte olmalıdır.

Doğal Yapı Malzemeleri İle Örülmüş Yalıtımlı Duvar Kombinasyon Örnekleri 2. ISI BÖLGESİ (TS 825)

Sıvalı-Kompozit Dış Cephe Isı Yalıtım Sistemleri (ETICS) Feza M. HOKKACI Makina Mühendisi/Enerji Yöneticisi

Prof. Dr. Berna KENDİRLİ

Doğal Yapı Malzemeleri İle Örülmüş Yalıtımlı Duvar Kombinasyon Örnekleri 4. ISI BÖLGESİ (TS 825)

YENİLENEBİLİR ENERJİ İLE KÜMES ISI POMPALARI

MAK104 TEKNİK FİZİK UYGULAMALAR

Bölüm 4 BİNALARDA ISITMA SİSTEMİ PROJELENDİRİLMESİNE ESAS ISI GEREKSİNİMİ HESABI (TS 2164)

T. C. GÜMÜŞHANE ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK VE DOĞA BİLİMLERİ FAKÜLTESİ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ DENEYLER 2

Binalarda Isı Yalıtımı ile Güneş Kontrolünün Önemi

BİNALARDA ENERJİ VERİMLİLİĞİ AÇISINDAN ISI YALITIMININ HAVA KİRLİLİĞİNE ETKİSİ - EDİRNE ÖRNEĞİ

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

AKIŞKANLARIN ISI İLETİM KATSAYILARININ BELİRLENMESİ DENEYİ

BİNA HAKKINDA GENEL BİLGİLER

Abs tract: Key Words: Can COŞKUN Mustafa ERTÜRK Zuhal OKTAY İbrahim DİNÇER

ÖZGEÇMİŞ. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Osmaniye/Türkiye Telefon : /3688 Faks :

Doğal Yapı Malzemeleri İle Örülmüş Yalıtımlı Duvar Kombinasyon Örnekleri 1. ISI BÖLGESİ (TS 825)

ISI DEĞĠġTĠRGEÇLERĠ DENEYĠ

Doç. Dr. Serhan Küçüka Dokuz Eylül Üniversitesi Makina Mühendisliği Bölümü

Dört Farklı İl İçin Optimum Yalıtım Kalınlıklarının Belirlenmesi ve Çevresel Analiz

Isı transferi (taşınımı)

Binanın Özgül Isı Kaybı Hesaplama Çizelgesi

Radyatör Arkalarına Yerleştirilen Yansıtıcı Yüzeylerin Radyatör Etkisi

Boyler, Baca hesabı. Niğde Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü

BİNA HAKKINDA GENEL BİLGİLER

DİKEY TİP TOPRAK KAYNAKLI ISI POMPASI SİSTEMİNİN KONVANSİYONEL SİSTEMLERLE EKONOMİK OLARAK KARŞILAŞTIRILMASI

Transkript:

_ 187 ISITMA SÜRECİ VE OPTİMUM YALITIM KALINLIĞI HESABI Ömer KAYNAKLI Recep YAMANKARADENİZ ÖZET Bu çalışmada, bir bölgenin derece-gün (DG) sayısının hesaplanmasına ve dış duvarlara uygulanacak yalıtım kalınlığının tespitine yönelik bir prosedür sunulmuştur. İlk olarak güncel dış hava sıcaklık verilerinden yararlanarak DG değeri ve yıllık ısıtma enerji gereksinimi hesaplanmıştır. Yakıt olarak doğalgaz kullanılması durumunda yıllık yakıt giderleri farklı yalıtım kalınlıkları için çıkarılmıştır. Yakıt giderlerine yalıtım maliyetleri de eklenerek ısınma için toplam maliyet elde edilmiştir. Daha sonra, faiz ve enflasyon oranlarının da dikkate alındığı ömür maliyet analizlerinde yıllık yakıt giderinin bugünkü değeri hesaplanmıştır. Farklı yalıtım kalınlıkları için maliyet eğrileri oluşturularak, toplam maliyeti minimum yapan yalıtım kalınlığı belirlenmiştir. Analizler, farklı duvar tipi ve DG değerleri için de yapılarak bulgular ülkemizdeki çeşitli iklim bölgeleri için genişletilmiştir. 1. GİRİŞ Isı yalıtımının önemi, temel olarak enerji ve çevre olmak üzere iki ana kavrama dayanır. Buna sağlıklı ve konforlu yaşam alanlarını da ekleyebiliriz. Enerji, sadece bizim için değil, diğer ülkeler için de önemli, stratejik, makro bir kavramdır. Ülkemizin, enerji kaynakları açısından çok zengin olmadığı bir gerçektir. Enerji ihtiyacının %60-65 lik bir kısmı dışarıdan ithal edilmektedir [1,2]. Ayrıca bu ihtiyaç her yıl yaklaşık %4,4 gibi bir oranda da artış göstermektedir [3]. Ülkemizin ithal ettiği ve kendi öz kaynaklarından ürettiği enerjinin üçte biri binaların ısıtılması ve soğutulması amacıyla kullanılmaktadır. Yalıtımsızlık nedeniyle israf edilen enerji, kükürtdioksit, karbonmonoksit ve bunun gibi zehirli gazların oluşturduğu hava kirliliğine yol açmaktadır. Bu da sadece Türkiye açısından değil küresel anlamda büyük ve tehlikeli bir problemdir. Isı yalıtımı, tüm dünyada enerji verimliliği kavramına bağlı olarak geliştirilen politikaların en önemli ayağını oluşturmaktadır. Ülkemizde konut ve yapı sektörünün, toplam enerjinin yaklaşık yüzde 30-35 ini tüketmesi ve büyük bir tasarruf potansiyeline sahip olması, bu sektöre yönelik ilgiyi artırmıştır [3,4]. Bu nedenle, enerji verimliliği ile ilgili çalışmalarda, inşaat sektörüne yönelik düzenlemeler önemli yer tutmaktadır. Birçok ülke 1970 li yıllardan başlayarak, yeni bina kodları ve standartları geliştirmiştir. Bu standartlar, gelişen yalıtım teknolojisine bağlı olarak sürekli yenilenmektedir. TS 825 Binalarda Isı Yalıtımı Kuralları standardı [5]; ülkemizdeki enerji tüketiminde önemli bir paya sahip olan binaların ısıtılmasında kullanılan enerji miktarını sınırlayarak enerji tasarrufu sağlamayı hedeflemektedir. Türkiye, TS 825 de derece-gün (DG) sayılarına göre il merkezleri için 4 yalıtım bölgesine ayrılmıştır. 1. bölge ısıtma için en az enerji ihtiyacının olduğu, 4. bölge ise en fazla enerji ihtiyacının olduğu bölgeyi temsil etmektedir.

_ 188 Bu çalışmada dış duvarlara uygulanacak yalıtım kalınlığının optimum değerinin tespiti için bir prosedür tanıtılmış ve farklı şartlarda çözümlemeler yapılmıştır. Enerji ve yalıtım maliyetlerinden oluşan toplam maliyetin minimizasyonu için ömür maliyet analizi (life cycle cost) kullanılmıştır. Optimum yalıtım kalınlığı hesaplamalarına geçmeden önce, ele alınan bölgenin yıllık dış hava sıcaklık verilerinden yararlanarak DG sayısı tespit edilmiş, ısıtma sezonunun başlama ve bitiş tarihleri belirlenmiştir. Daha sonra, optimum yalıtım kalınlıkları farklı DG sayıları, duvar tipleri ve yalıtım malzemeleri için tespit edilerek bulgular genelleştirilmiştir. 2. MATEMATİKSEL MODEL 2.1. Derece-gün Yöntemi Enerji gereksiniminin tahmini için kullanılan yöntemlerden biri de derece-gün (DG) dür. DG değeri belirli bir denge sıcaklık (T b ) referans alınarak hesaplanır. Denge sıcaklığı, binadaki ısı kaynaklarıyla (insan, aydınlatma, güneş ışınımı vs.) binadan olan ısı kayıplarının eşit (dengede) olduğu sıcaklık olarak tanımlanır. Bu nedenle binanın yapısal özellikleri (duvar tipi, yalıtım durumu, hava sızıntıları, güneş ışınımı durumu), iklim koşulları ve bina kullanıcılarının kişisel tercihleri gibi birçok faktör DG değerinin belirlenmesini etkilemektedir [6]. Bu çalışmada T b =15ºC alınmıştır [7]. Isıtma sezonunda toplam derece-gün sayısı için eşitlik (1) ve (2) kullanılabilir. DG = N 1 ( ) T i T o (To T b ) (1) DG = 0 (To > T b ) (2) Burada T i iç ortam dizayn sıcaklığı, T o günlük ortalama dış hava sıcaklığı ve N ısıtma yapılan toplam gün sayısıdır. Günlük ortalama sıcaklık, gün içindeki ölçülen maksimum ve minimum sıcaklıkların ortalaması alınarak belirlenir. T o To, min + To,max = (3) 2 Burada T o,min ve T o,max sırasıyla gün içinde kaydedilen en düşük ve yüksek sıcaklıklardır. 2.2. Isı Kayıpları ve Enerji Gereksinimi Dış duvarın birim yüzeyinden olan ısı kaybı, ( ) q = U T b T o (4) denklemiyle hesaplanabilir. Burada U duvarın toplam ısı transfer katsayısıdır. DG kavramından yaralanılarak birim yüzey alan için yıllık ısı kaybı ise eşitlik (5) ile bulunabilir. q = 86400. DGU. (5) Dış duvarın birim yüzeyinden oluşan ısı kaybı sebebiyle, ısıtma için gerekli yıllık enerji miktarı E A, yıllık ısı kaybının yakma sisteminin verimine bölünmesiyle hesaplanabilir. E A = 86400. DG. U /η (6)

_ 189 Yalıtımın da olduğu tipik bir duvar için toplam ısı geçirgenliği, U, U = 1 1/ h + R + x / k + 1/ h (7) i w o şeklindedir. Burada h i ve h o sırasıyla iç ve dış taraftaki ısı taşınım katsayıları, R w yalıtımsız duvarın ısıl direnci, x ve k sırasıyla yalıtım malzemesinin kalınlığı ve ısı iletim katsayısıdır. Binanın iç ve dış tarafındaki ısı taşınım katsayıları için h i = 8,29 W/m 2 K ve h o = 34,0 W/m 2 K değerleri kullanılmıştır [8]. Yalıtımsız duvarın toplam ısıl direnci R t,w olmak üzere toplam ısı geçirgenliği yeniden düzenlenirse, 1 U = (8) R x k t, w + / elde edilir. Bu durumda, ısıtma için gerekli yıllık enerji ihtiyacı eşitlik (9) yardımıyla hesaplanabilir. E A 86400. DG = (9) ( R x / k )η t, w + Burada η ısıtma sisteminin verimidir. Hu doğalgazın alt ısıl değeri olmak üzere, tüketilen yıllık yakıt (doğalgaz) miktarı aşağıda verilen denklemle hesaplanır. m f 86400. DG = (10) ( Rt, w + x / k ). Huη. 2.3. Maliyetler ve Optimum Yalıtım Kalınlığı Yıllık yakıt miktarı bulunduktan sonra bu değerin yakıtın birim fiyatı (C f ) ile çarpılması yakıt maliyetini verir. Birim yüzey alan için ısıtmanın yıllık maliyeti eşitlik (11) ile hesaplanabilir. C A 86400. DG. C f = (11) ( Rt, w + x / k). Huη. Bu çalışmada, binanın kullanım ömrü süresince enerji maliyet hesaplamalarında ömür maliyet analizi (LCCA) kullanılmıştır. Toplam ısıtma maliyeti hesaplanırken ömür süresi (LT) ve bugünkü değer (PV) birlikte değerlendirilmesi gerekir. PV değeri, gerçek faiz oranına (r) ve zamana bağlıdır. Gerçek faiz oranı aşağıda verilen denklemle bulunur. r = ( i g) /( 1+ g) (12) Burada g enflasyon oranı ve i faiz oranıdır. Bu durumda PV [9], PV = LT ( 1+ r) r( 1+ r) LT 1 (13) Burada LT ömür süresidir ve 10 yıl olarak kabul edilmiştir [10]. Yalıtımın toplam maliyeti (C t,ins ) aşağıda verilen denklemle bulunur. Ct, ins = Cins. x (14)

_ 190 Sonuç olarak toplam ısıtma maliyeti eşitlik (15) ile hesaplanabilir. 86400. DG. C. PV f C t = + C, t, w. t ins ( R + x / k). Huη (15) Toplam ısıtma maliyetinin yani (15) nolu denklemin, yalıtım kalınlığına (x) göre türevi alınıp sıfıra eşitlenirse optimum yalıtım kalınlığı elde edilir. 1/ 2 DG. C f. k. PV x opt = 293,94 krt, w Hu. C insη (16) 2.4. Parametreler Çalışmada ele alınan iki duvar tipinin özellikleri Tablo 1 de, yakıtla ilgili özellikler ve PV analizinde kullanılan bazı finansal ve maliyet parametreleri ise Tablo 2 de verilmiştir. Tablo 1. Duvar tipleri ve özellikleri Parametre Değer I. tip duvar 2 cm İç sıva k=0,87 W/mK x cm Yalıtım k=0,034 W/mK 13,5cm Tuğla k=0,45 W/mK 3 cm Dış sıva k=0,87 W/mK U =1/(R ins +0,508) W/m 2 K II. tip duvar (sandviç duvar) 2 cm İç sıva k=0,87 W/mK 13,5cm Tuğla k=0,45 W/mK x cm Yalıtım k=0,034 W/mK 8 cm Tuğla k=0,45 W/mK 3 cm Dış sıva k=0,87 W/mK U =1/(R ins +0,696) W/m 2 K Tablo 2. Yakıt, yalıtım özellikleri ve finansal parametreler [10,11] Parametre Değer Yakıt (Doğalgaz) Alt ısıl değer (Hu) 34,526.10 6 J/m 3 Fiyat (C f ) 0,259 $/m 3 Isıtma sisteminin verimi (η) 0,93 Yalıtım malzemesi (polistiren) Isı iletim katsayısı (k) 0,034 W/mK Fiyatı (C ins ) 75 $/m 3 Yoğunluğu (ρ) 30<ρ<35 kg/m 3 Finansal parametreler Enflasyon oranı (g) 8 Faiz oranı (i) 14 Ömür (LT) 10 Şimdiki değer (PV) 7,52 (eş.13 ile)

_ 191 3. ARAŞTIRMA SONUÇLARI VE TARTIŞMA Optimum yalıtım kalınlığı hesabında öncelikle incelenecek bölgenin derece-gün değerinin belirlenmesi gerekir. Aşağıda verilen grafikte, 4. bölge derece-gün il grubunda yer alan örnek bir il için dış hava sıcaklık verilerinin yıl içindeki değişimi görülmektedir (Şekil 1). Verilen şekil, ısıtma sezonunun başlangıç ve bitiş zamanlarını tespit etmek için kullanılır. Yılın ilk ve son günleri kış mevsimine denk geldiğinden Şekil 1 den görüldüğü gibi dış sıcaklıklar oldukça düşüktür. Denge sıcaklığı 15ºC alındığında ısıtma sezonun başlangıç ve bitiş noktaları, eğrinin kesim noktaları olup sırasıyla yılın 277. (4 Ekim) ve 126. (6 Mayıs) günleridir. Yani, dış hava sıcaklık verileri dikkate alındığında Tablo 3 ten görüldüğü gibi, teorik olarak 4 Ekim tarihinde ısıtma sezonu başlamakta ve 6 Mayıs tarihinde sezon son bulmaktadır. Periyot olarak yılın 1. ile 126. günleri arası 126 gün ve 277. ile 365. günleri arası 89 gün olmak üzere toplam 215 gün ısıtma yapılmaktadır. İlin veya gözöüne alınan bölgenin dış sıcaklık verilerinin uzun periyotlu (en az 10 yıl gibi) olması daha güvenilir sonuçlara ulaşılmasına imkan sağlar. Tablo 3. Isıtma periyodu Şekil 1. Dış hava sıcaklığının değişimi Isıtma yapılan süreç (gün) Başlangıç günü / tarihi Bitiş günü / tarihi 1-126, 277-365 277. gün / 4 Ekim 126. gün / 6 Mayıs Şekil 2 de verilen DG değerleri incelendiğinde, yılın ilk ve son günlerinde bu değerlerin büyük olduğu görülür. Çünkü bu günlerde dış hava sıcaklığı düşük olduğundan ısıtma için gerekli enerji miktarı veya diğer bir deyişle DG büyüktür. Yılın 126. ve 277. günleri arasında ısıtma yapılmadığından doğal olarak bu günler arasında DG sıfırdır. Her gün için bulunan derece-gün değerleri toplandığında DG=3426,78 olarak hesaplanır. Şekil 2. Derece-gün (DG) değerlerinin değişimi

_ 192 Şekil 3 de maliyetlerin (enerji, yalıtım ve toplam maliyet) yalıtım kalınlığı ile değişimi görülmektedir. Dış duvara uygulanan yalıtımın kalınlığı arttıkça doğal olarak toplam ısıl direnç (R t ) artar ve duvardan olan ısı kaybı azalır. Isı kaybının azalmasıyla şekilden görüldüğü gibi yıllık yakıt maliyeti (C f,pv ) azalan bir eğimle azalmaktadır. Çünkü yalıtım kalınlığı arttıkça R t azalan bir eğimde artmaktadır. Bununla birlikte, yalıtım kalınlığı arttıkça yalıtım maliyeti (C t,ins ) de lineer olarak artmaktadır. Çünkü uygulanan yalıtım kalınlığının artması daha fazla yalıtım malzemesi kullanılması anlamına gelmektedir. Bu iki maliyetin göz önünde bulundurulmasıyla oluşan toplam maliyet (C t ), yalıtım kalınlığının artmasıyla baştan azalmasına karşın belli bir değerden itibaren, enerji maliyetinin toplam maliyet içindeki etkinliğini kaybetmesinden dolayı artmaktadır. Toplam maliyeti minimum yapan nokta en uygun yalıtım kalınlığı değerini vermekte ve optimum yalıtım kalınlığı olarak adlandırılmaktadır. Bu noktanın sağında ve solunda (yani daha fazla ve az yalıtım kullanılması durumunda) ya yalıtım ya da yakıt maliyetinden dolayı toplam maliyet artma eğilimi göstermektedir. Yapılan hesaplamalarda optimum yalıtım kalınlığı 7,3 cm bulunmuştur. Şekil 3. Isıtma, yalıtım ve toplam maliyetin yalıtım kalınlığıyla değişimi Şekil 4 de toplam maliyet eğrisi iki farklı duvar tipi için verilmiştir. Bu grafikten duvar tipinin optimum yalıtım kalınlığı üzerine etkisi görülmektedir. II. tip duvarın (sandviç duvarın) ısıl direnci I. tip duvara göre daha fazla olduğundan yakıt maliyeti dolayısıyla toplam maliyet bir miktar daha düşüktür. Ancak yalıtım kalınlığı arttıkça bu fark azalmakta, iki maliyet eğrisi birbirine yaklaşmaktadır. Yapılan hesaplamalarda sandviç duvar için optimum yalıtım kalınlığı 6,7cm bulunmuştur. Dolayısıyla, yüksek ısıl dirence sahip duvarlarda daha ince yalıtım kullanılabileceği sonucuna ulaşılmaktadır. Şekil 4. İki farklı duvar tipi için toplam maliyetin yalıtım kalınlığı ile değişimi Yapılan hesaplamalarda incelenen bölge için DG yaklaşık 3426 olarak elde edilmişti. DG değeri iklim koşullarına göre oldukça değişkenlik göstermektedir. Ülkemiz için il bazında DG değerleri (Hatay/İskenderun için) 878 ile (Ardahan için) 5443 arasında değişmektedir (Bolattürk, 2006). Bu, Ardahan ilinde bulanan bir binanın, aynı özellikte İskenderun da bulunana göre ısınma için 6,2 kat daha fazla enerji ihtiyacı olduğunu göstermektedir.

_ 193 Enerji ihtiyacındaki bu ciddi değişim, optimum yalıtım kalınlığını da önemli ölçüde etkilemektedir. DG değerlerinin 500 ile 6000 arasında değişmesinin optimum yalıtım kalınlığı üzerindeki etkisi Şekil 5 de gösterilmiştir. Şekilden, İskenderun ili için optimum yalıtım kalınlığı yaklaşık 2,8 cm okunurken, Ardahan için yaklaşık 9,6 cm okunmaktadır. Dolayısıyla ülkemizde bina uygulamalarında, iklim koşullarına dikkat edilmeli ve her ilin hatta varsa ildeki özel bölgelerin de meteorolojik koşulları göz önünde bulundurularak yalıtım kalınlıkları belirlenmelidir. Şekil 5. Optimum yalıtım kalınlığının DG ile değişimi (I. tip duvar için) Optimum yalıtım kalınlığını etkileyen faktörlerden biri de duvarın ısıl direncidir. Daha önce dikkate alınan I ve II nolu duvar tiplerini yalıtımsız haldeki ısıl dirençleri sırasıyla 0,508 ve 0,696 m 2 K/W idi (Tablo 1). Şekil 6 da ise 0,4 den 0,8 m 2 K/W değerine kadar değişen üç farklı ısıl dirence sahip duvar için optimum yalıtım kalınlıkları verilmiştir. Duvarın ısıl direnci arttıkça gerekli yalıtım kalınlığı azalmaktadır. Dolayısıyla yüksek ısıl dirence sahip duvarlarda uygulanacak yalıtım kalınlığı daha aşağılara çekilebilir. Örnek olarak DG=1000 için baktığımızda R t,w =0,4 m 2 K/W da x opt =3,5 cm iken R t,w =0,8 m 2 K/W da x opt =2,2 cm bulunmaktadır. Şekil 6. Farklı duvar ısıl dirençleri için optimum yalıtım kalınlıkları Buraya kadar yapılan analizlerde yalıtım malzemesi değiştirilmediğinden yalıtım malzemesinin ısıl direncinin optimum yalıtım kalınlığı üzerindeki etkisi görülememiştir. Çalışmada yalıtım malzemesi olarak ısı iletim katsayısı k=0,034 W/mK olan polistiren alınmıştı. Kullanılacak yalıtım malzemesinin ısı iletim katsayısının optimum yalıtım kalınlığına etkisi Şekil 7 den görülmektedir. Isı iletim katsayısı arttığında optimum yalıtım kalınlığı da artmaktadır. Ancak bu etki, yüksek DG değerlerinde yani soğuk bölgelerde daha fazla olmaktadır. İklim olarak daha sıcak bölgelerde yalıtım malzemesinin önemi daha az olmaktadır. Hatta DG=500 için optimum yalıtım kalınlıkları neredeyse üst üste çakışıktır. DG=3426 için polistiren kullanıldığında optimum yalıtım kalınlığı 7,3 cm bulunmuştu. k=0,025 W/mK ve k=0,045 W/mK ısı iletim katsayısı değerlerine sahip iki yalıtım malzemesi kullanılması durumunda optimum yalıtım kalınlıkları ise sırasıyla 6,5 cm ve 8,1 cm dır.

_ 194 Şekil 7. Yalıtım malzemesi ısı iletim katsayısının optimum yalıtım kalınlığına etkisi (I. tip duvar için) SONUÇ Ülkemizin enerji kaynaklarının sınırlı ve dışa bağımlı olması nedeniyle özellikle enerjinin yoğun olarak tüketildiği ve ısı kayıpların çok olduğu konut sektöründe enerjinin korunumu ve verimli kullanımı gün geçtikçe daha fazla önem kazanmaktadır. Bu çalışmada örnek bir bölgenin ısıtma sezonu tespit edilmiş ve enerji maliyetleri dikkate alınarak optimum yalıtım kalınlığı hesaplanmıştır. Duvar tipine, yalıtım malzemesinin ısı iletim katsayına ve bölgenin DG sayısına bağlı olarak gerekli yalıtım kalınlıklarının değişimi belirlenmiştir. Sonuç olarak, duvarın toplam ısı transfer katsayısının artması optimum yalıtım kalınlığını azaltırken, DG ve yalıtım malzemesinin k değerinin artması optimum yalıtım kalınlığını artırmaktadır. Ülkemizdeki optimum yalıtım kalınlıklarına baktığımızda ise yaklaşık 2,8 ile 9,6 cm arasında oldukça geniş bir aralıkta değiştiği görülmektedir. Bu nedenle ülkemizde, enerji verimliliği ve binaların ısıtmasoğutma hesaplamalarında ilin yanı sıra ilçe bazında tek tek iklim koşulları belirlenmeli ve yerel çözümler sunulmalıdır. Yalıtım konusunda uygulamaya konulacak bir plan, ülkemize çok şey kazandıracaktır. İnsanlarımız daha sağlıklı, güvenli ve konforlu mekanlarda yaşayacaktır. Yalıtım, bütçeye, sağlığa, konfora ve çevreye yatırımdır. Kısaca yalıtım, karlı yatırımdır. KAYNAKLAR [1] OGULATA R.G., Sectoral energy consumption in Turkey, Renewable and Sustainable Energy Reviews 6, 471-480, 2002. [2] KAYGUSUZ K., KAYGUSUZ A., "Energy and sustainable development. Part II: Environmental impacts of energy use, Energy Sources 26, 1071-1082, 2004. [3] DEMİRBAŞ A., Energy balance, energy sources, energy policy, future developments and energy investments in Turkey, Energy Conversion and Management 42, 1239-1258, 2001. [4] KAYGUSUZ, K., KAYGUSUZ, A., Energy and sustainable development in Turkey, Part I: Energy utilization and sustainability, Energy Sources 24, 483-498, 2002. [5] TS 825, Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1998. [6] BÜYÜKALACA O., BULUT H., YILMAZ T., Analysis of variable-base heating and cooling degreedays for Turkey, Applied Energy 69, 269-283, 2001.

_ 195 [7] DURMAYAZ A, KADIOĞLU M, ŞEN Z., An application of the degree-hours method to estimate the residential heating energy requirement and fuel consumption in Istanbul, Energy 25,1245-1256, 2000. [8] ÇENGEL Y.A., Heat transfer: A practical approach, McGraw-Hill Inc., 1998. [9] MEARING T., COFFEE N., MORGAN M., Life cycle cost analysis handbook, State of Alaska, Department of Education & Early Development Education Support Services/Facilities, 1 st ed., 1999. [10] BOLATTÜRK A., Determination of optimum insulation thickness for building walls with respect to various fuels and climate zones in Turkey, Applied Thermal Engineering 26, 1301-1309, 2006. [11] ANONİM, Doğal gaz cihazları sanayicileri ve işadamları derneği, 2005 (www.dosider.org). ÖZGEÇMİŞLER Ömer KAYNAKLI 1977 yılı Bursa doğumludur. 1998 yılında Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü nden mezun oldu. Aynı yıl Termodinamik ve Enerji Anabilim Dalı nda yüksek lisans öğrenimine başladı. 1999 yılında bölümünde araştırma görevlisi oldu. 2000 yılında yüksek lisans derecesini alarak doktora öğrenimine başladı ve 2004 yılında doktora öğrenimini tamamladı. Halen Uludağ Üniversitesi nde görevine devam etmektedir. Isıl konfor, enerji ekonomisi, absorpsiyonlu soğutma ve ekserji konularında çalışmaktadır. Recep YAMANKARADENİZ 1954 yılı Samsun doğumludur. 1975 yılında İstanbul Teknik Üniversitesi Makine Fakültesi nden mezun oldu. 1983 yılında doktorasını tamamladı. 1985 yılında Uludağ Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ne Yardımcı Doçent olarak atandı. 1990 yılında Doçent ve 1995 yılında Profesörlük unvanını aldı. İdari görevleri arasında; 1996 1999 yıllarında Makine Mühendisliği Bölüm Başkanlığı, 1999 Haziran dan beri Orhangazi Meslek Yüksekokulu Müdürlüğü ve Uludağ Üniversitesi Rektör Danışmanlığı yer almaktadır. Isı pompası, absorpsiyonlu soğutma, klima, ısıl konfor, enerji ve ekserji konularında çalışmaktadır.