YAPILARIN DIŞ DUVARLARINDA OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ ÜÇ FARKLI METODLA TESPİTİ

273 YAPILARIN DIŞ DUVARLARINDA OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ ÜÇ FARKLI METODLA TESPİTİ Figen BALO Aynur UÇAR Mustafa İNALLI ÖZET Binalarda ısı enerjisi tasarrufu, ancak doğru uygulanış bir ısı yalıtıı ile sağlanabilektedir. Kullandığı enerjinin öneli bir kısını dışarıdan sağlayan ülkelerde enerjinin verili olarak kullanılası ve böylece enerjiden tasarruf sağlanası gitgide daha öneli hale gelektedir. Bu çalışada, dört ikli bölgesinden birer şehir (İzir, Diyarbakır, Uşak, Bayburt) için binaların dış duvarlarında kullanılan yalıtı alzeesinin optiu kalınlığının belirlenesinde, üç farklı etot kullanılıştır. İlk etot, enerji aliyetlerine bağlı derece gün etodudur. İkinci etot, yakıt ve yalıtı alzeesinin aliyetine bağlı olan teroekonoik optiizasyon etodudur. Son etot olarak, Türkiye de binaların yalıtı kalınlıklarını tespit etek için kullanılan TS 825 standardı kullanılıştır. Sonuçlar gösteriştir ki, şehirler ve optiizasyon etodlarına bağlı olarak optiu yalıtı kalınlığı 0.038 c ve 0.144 c arasında, enerji kazancı 2.122 $/ 2 ve 5.992 $/ 2 arasında, ve geri ödee süresi 1.99 yıl ve 3.143 yıl arasında değişiştir. Anahtar Kelieler: Yalıtı kalınlığı; Optiizasyon; Teroekonoik ABSTRACT Theral energy conservations only can be provided with using the countries provide a ajor aount of their energy fro abroad, using of the energy effectively and so obtaining of energy saving becoe ore and ore iportant. In this study, three different ethods for deterining the optiu thickness of insulation aterial using in external walls of building for one apiece city (İzir, Diyarbakır, Uşak, Bayburt) fro four cliate zones of Turkey are presented. The first ethod is life cycle cost based on the energetic costs. The second ethod is theroeconoic optiization based on the cost of insulation aterials and fuel. Finally, the third ethod is optiization of insulation thickness by Turkish Theral Insulation Standard-TS 825 based on heat energy requireent of buildings. The results show that the optiu insulation thickness vary between0.038 c and 0.144 c, energy savings vary between 2.122 $/ 2 and 5.992 $/ 2, and payback periods vary between 1.99 years ve 3.143 years depending on the city and optiization ethod. Keywords: Insulation thickness; Optiization; Theroeconoic GİRİŞ Enerji, tü ülkeler için öneli ve stratejik bir kavradır. Isı, sıcaklık farkından kaynaklanan bir enerji geçişidir. Binalarda ısı enerjisi tasarrufu, ancak doğru uygulanış bir ısı yalıtıı ile sağlanabilektedir. Evler ve binalar verili ve doğru bir şekilde yalıtıldığında, enerji verii artacak ve parasal olarak tasarruf sağlanacaktır. Isı yalıtıına verilen önein her geçen gün arttığı ülkeizde yalıtı

274 uygulaaları da çeşitlilik gösterektedir. Bu doğrultuda, optial konfor koşullarının sağlanasında, dış duvar ısı yalıtı sistelerinin doğru şekilde seçilesi oldukça önelidir. Düşük yalıtı kalınlığı, ısının içeriden dışarıya ya da dışarıdan içeriye daha fazla geçesine neden olur ve sonuçta ısıl konfor ve enerji tasarrufu üzerinde olusuz bir etki oluşturur. Binalarda artan yalıtı kalınlığı ile ısı kaybı dolayısıyla, ısıta yükü ve yakıt aliyeti azalır. Ancak kalınlığın artası yalıtı aliyetinin artası deektir. Yakıt ve yalıtı aliyetinin toplaından oluşan topla aliyet, belirli bir değerine kadar azalır; bu seviyeden sonra artar. Dolayısıyla yalıtı kalınlığı için optiu bir değer söz konusudur. Bu nedenle optiu yalıtı kalınlıklarının tespiti ve konutlarda uygulanası öne arz etektedir. Değişik etotlar kullanarak binaların dış duvarları için uygulanan yalıtı alzeelerinin optiu yalıtı kalınlıklarını belirleek aacıyla birçok çalışalar yapılıştır. Büyükalaca ve arkadaşlar [1], Türkiye için ısıta ve soğuta derece gün değerleri üzerinde teel sıcaklığın etkisini araştırışlardır. Bununla birlikte enle, boyla ve deniz seviyesinden yüksekliğine bağlı olarak ısıta ve soğuta derece gün değerlerinin değişiini araştırışlardır. Isıta ve soğuta derece gün değerleri için Türkiye nin iç bölgelerinin kuzeydoğusunda ve tü Türkiye boyunca evcut büyük dalgalanalar olduğunu buna bağlı olarak kıyaslaalı şekilde daha fazla ısı enerjisi gereksinii olduğunu tespit etişlerdir. Bolattürk [2], binaların dış duvarlarında yalıtıın kullanıını değişik ikli bölgesindeki şehirler için analiz etiştir. Optiu yalıtı kalınlığını, farklı yakıtlar için geri dönüşü periyodu ve enerji kazancı iktarını öür aliyet analizi etodunu kullanarak hesaplaıştır. Optiu yalıtı kalınlığını, 2 ile17 c, geri dönüşü periyodunu 1.3 ile 4.5 yıl, enerji kazancını 22% ile 79% arasında belirleişlerdir. Şişan ve arkadaşları [3], Türkiye nin dört farklı ikli bölgesindeki birer şehir için derece gün değerlerini teel alarak yalıtılış dış duvarlarda yıllık enerji kazancını öür aliyet analizi ile belirleişlerdir. Aslan ve Köse [4], genellikle Kütahya şehrinde evcut bir bina içinde evcut farklı referans durular için ekserji etodunu kullanışlardır. Ekserji üzerinde yoğuşuş buharın etkisini hesaba katışlardır. İç sıcaklık 18, 20 ve 22 O C olduğunda, enerji kazancını sırasıyla 74.9%, 76.3% ve 78.8%, optiu yalıtı kalınlıklarını 0.060, 0.065, 0.075 olarak belirleişlerdir. Yoon ve arkadaşları [5] Kore deki değişik ikli bölgelerinde optiu yalıtı kalınlığını bulak için teral kütleyi hesaba katarak ısı depolaa yapılarının topla soğuta yükü üzerinde değişik yalıtı sistelerinin etkisini belirleiştir. Tablo 1. Seçiliş Şehirlerin İkli Karakteristikleri Şehir İzir (1. bölge) Diyarbakır (2. bölge) Uşak (3. bölge) Bayburt (4. bölge) Enle (derece) Boyla (derece) Isıta derecegün ( 0 C-günler) (18 0 C için) Kış için açık hava sıcaklığı ( 0 C) Çevrenin doyuş buhar basıncı (Pa) Çevrenin kısi buhar basıncı (Pa) 27 0 09 ı 38 0 25 ı 1865 0 611 488 40 0 14 ı 37 0 55 ı 2142-3 476 380 29 0 25 ı 38 0 41 ı 2414-12 217 173 40 0 15 ı 40 0 16 ı 4149-15 165 132 Türkiye ısıta için ortalaa sıcaklıklara göre belirleniş derece-gün değerlerine bağlı olarak dört ikli bölgesine bölünüştür. Bu çalışada Türkiye nin dört farklı ikli bölgesinden birer il teel alınarak (İzir, Diyarbakır, Uşak, Bayburt), üç farklı etot (derece gün etodu, teroekonoik optiizasyon etodu, TS 825 standardı) için kıyaslanası yapılış, sonuçlar tablolar ve grafikler halinde veriliştir. 10 yıllık sürede enerji kazancı ve geri ödee periyodu bu şehirler için belirleniştir. Isıta derece-gün değerleri de bir ikli bölgesinden diğer ikli bölgesine öneli derecede değişektedir. Bu çalışada seçiliş şehirlerin yıllık ısıta derece-gün değerleri (18 C teel sıcaklığı için) Tablo 1 de veriliştir.

275 2. DIŞ DUVARLARIN YAPISI Bu çalışada araştırılan duvarların şeatik gösterii Şekil 1 de veriliştir. Duvarların yapısı 2,5 c iç sıva, 20 c gaz beton, yalıtı alzeesi ve 3 c dış sıva olarak belirleniştir. Bu yapı analiz edilen şehirler için hesaplaalarda kullanılıştır. Bu çalışada yalıtı alzeesi olarak Ekstrüde Polistiren kullanılıştır. Optiu yalıtı kalınlığının hesaplanasında kullanılan paraetrelerin değerleri, geri dönüşü periyodu ve yalıtılış binalar için net enerji kazancı Tablo 2 de veriliştir. Tablo 2 Hesaplaalarda Kullanılan Paraetreler Paraetreler Derece-günler, DD (ºC-gün) Yakıt C f H u s Baca gazlarının sıcaklığı Yana odası sıcaklığı İç şartlar RH T i P sat,i P par,i Yoğuşa zaanı Yalıtı alzeesi İletkenlik, k Fiyat, C i Dış duvarlar 2,5 c iç sıva 20 c gaz beton 3 c dış sıva R wt Faiz oranı, i Enflasyon oranı, d Öür süresi, N Değer Table 1 de veriliştir Köür 0.2198 $/kg 29.272x10 6 J/kg 0.65 190 C 550 C %50 20 C 2340 Pa 1170 Pa 1440 h Extrüde polystren 0.037 W/K 25.62 $/ 3 k=0.87 W/K k=0.15w/k k=0.87 W/K 0.5019 2 K/W 8% 10% 10 yıl Şekil 1. Dıştan Yalıtılı Gaz Beton Duvar

276 3. OPTİMUM YALITIM KALINLIĞININ TESPİTİ Bu çalışada optiu yalıtı kalınlığı, dıştan yalıtı ile yalıtılış yapıların dış duvarlarında, aşağıda verilen üç farklı optiizasyon tekniği kullanılarak tespit edilerek elde edilen sonuçların kıyaslaası yapılıştır. 3.1.Öür Maliyet Analizi Öür aliyet analizi, yalıtılış bir binada, ısıta ve soğuta aliyeti açısından bina örü boyunca elde edilen net kazancın belirlenesinde çok sık kullanılan bir etottur. Bu etot, he yalıtı alzeelerinin ve yakıtların fiyatlarını he de enflasyon ve ilk yatırı aliyetlerindeki değişilerin etkilerini hesaba katarak optiu yalıtı kalınlığını belirleekte kullanılır. Öür aliyet analizinin hesaplaa etotlarından biri P 1 -P 2 etodudur. Bu etotta; Her bir biri yüzey için ısıtanın yıllık enerji aliyeti C A, C A 86400 DD C f (1) x Rwt H u s k Burada; Cf ($/kg) yakıt aliyeti, Hu (J/kg) yakıtın ısıl değeri, k yalıtı alzeesinin ısıl ileti katsayısı (W/K), Rwt; Ri + Rw + R O nin toplaı ( 2 K/W), S yaka sisteinin verii, DD ise Derece gün sayısıdır ( C gün). C ins Ci x (2) Burada yalıtı alzeesinin $/ 3 olarak aliyeti Ci, ve x yalıtı kalınlığını gösterektedir. Bu etodta iki ekonoik gösterge teel alınır. Birincisi (P 1 ), ilk yıl için yakıt fiyatına öür yakıt fiyatının oranıdır. P 1 in en düşük değeri, ortalaa yakıt fiyatlarının yüksek olduğunu gösterir bu potansiyel ortalaa yakıt kazancının belirlenesi açısından önelidir. İkincisi (P 2 ), yatırı iktarına yatırıın sonucu olarak giren öürlük asrafların oranıdır. P 2 nin en yüksek değeri, yatırı en düşük ilk aliyete sahip olduğunda elde edilir. Fakat en yüksek fiyatlar donatılara aittir. P 1 ve P 2 için denkleler aşağıda veriliştir [6]. P 1 N 1 1 i N j 1 1 if i d 1 i d i 1 d N, i, d (3) j j1 1 d N if i d 1 i S v N P2 1 P1 M R 1 d (4) Burada; d: Enflasyon oranı, i: Faiz oranı, N: Öür süresi (yıl), Ms: Başlangıçtaki ilk aliyete, işlete fiyatı ve yıllık bakı fiyatının oranıdır, R V: ilk aliyete, perakende satış fiyatının oranıdır. Biri alan başına (öür boyunca) ısıta için harcanan net enerjinin fiyat kazancı S, aşağıdaki gibi forüle edilebilir [7]. Veya S C A P1 P2 C ins (5)

277 S 86400 DD C f P x Rwt H u s k 1 P 2 C i x (6) Net enerji kazancının optiu değeri Denkle 6 aksiize edilerek belirlenebilir. Buna göre fonksiyon olarak Denkle 6 ve MATLAB optiization Toolbox kullanılarak yalıtı kalınlığının optiu değeri elde edilir. Maksiu net enerji kazançları içinde elde edilen değer optiu yalıtı kalınlığı olarak adlandırılır. Geri ödee süresi N p, Denkle 7 ile hesaplanabilir. N p ln[1 P2 Ci H u s 2 Rwt R wtkd i 86400 DD C f 1 d ln1 i 1 d Denkle 7 de i=d ise geri ödee süresi N p, Denkle 8 yardııyla hesaplanabilir. (7) N p P C H 2 R R wtk1 i 2 i u s wt 86400DDC f (8) 3.2. Teroekonoik Optiizasyon Teroekonoik analiz yakıt ve yalıtı alzeelerinin fiyatları ile birlikte, dış duvarlarda yoğuşuş buharı da hesaba katarak yalıtıın kalınlığını optiize etek için kullanılır. Isı transferine bağlı olarak yıllık ekserji kayıpları Ex loss,q, Denkle 9 ile hesaplanabilir [8]. Ex loss Q 86.4 DD, (9) R x k wt s Terodinaiğin 2. kanunu, yana işleine uygulanırsa, baca gazları yüzünden ekserji kayıpları aşağıdaki gibi belirlenebilir. Ex veya loss S Ex T loss S out T out nout s Tin nins out in, (10) o o n s T, P R ln y P T n s T, P out u at out in in R u ln y P at in, (11) Burada; s: entropi (kj/kol K, kj/kg K), n: ol (kol), P: Basınç (Pa), T: Sıcaklık ( o C), y karışıın ol kesri ve R u üniversal gaz sabitidir. Yakıt Q F kadar enerjiye sahiptir. Bu enerjinin sadece birazı yana odası etrafından suya transfer edilir. Bu yüzden yakıtın yanasıyla ortaya çıkan ısının ekserjisi literatür [8] de verildiği gibi aşağıdaki forülle hesaplanabilir: Ex F T rt 1 QF T (12) cc Burada; T rt :Isıta çevrii dönüş sıcaklığını, T cc :Yana odası sıcaklığını ifade etektedir. Havayı ükeel gaz olarak düşünürsek, yoğuşuş buhar yüzünden ekserji yıkıı Denkle 13 ile hesaplanabilir.

Ex d c h h T i o i o 278 0 s s (13) Burada hi ve ho sırasıyla iç ve dış ortaın entalpisi (kj/kol, kj/kg), c; yoğuşuş buharın iktarıdır [8]. Ppar, i P 6 1.5x10 S Ppar, o P 1.5x10 S cp c tc 6 di cp do (14) Denkle 14 de P par,i, P par,o ve P cp sırasıyla içerdeki ve dışardaki kısi basınç ile yoğuşa düzeyindeki basınctır. Şekil 2, ısıta sezonunda dış duvar boyunca sıcaklık dağılıını ile doyuş ve kısi buhar basınçlarının eğrilerini gösterir. Klasik ekonoik analiz içinde fiyat dengesi genellikle sabit halde çalışan tü siste için forüle edilir [9]. C, Z Z (15) p tot CF, tot CI tot OM tot CI O Z tot : Seraye yatırı fiyatı ($), Z M tot : İşlete ve bakı fiyatı ($) olup, biri başına yakıt fiyatı c ($/kg) hesaba alınarak, biri alan başına yıllık yakıt fiyatı C F,tot ; F C F, tot Exloss, Q Exd cf (16) Ex Ex F loss, S ile hesaplanır. Denkle 15 içine Denkle 16 eklenerek, Denkle 17 elde edilir. Exloss, Q Exd CP, tot cf cins x (17) Ex Ex F loss, S Burada C ins ($/ 3 ) yalıtıın fiyatıdır. Yalıtı kalınlığının optiu değeri Denkle 17 iniize edilerek belirlenebilir. 3.3. TS 825 (Türkiye Isı Yalıtı Standartı) TS 825 e gore; bir yıl için binanın ısı ihtiyacı Q year, her ay için gerekli ısı ihtiyaçlarının toplaı tarafından hesaplanalıdır. Her ay için ısı ihtiyacı, aylık ortalaa değerler kullanılarak hesaplanabilir [10]. Qonth H T T Q (18) Q year onth i o, i, s, t (19) Burada T i ve T o,: aylık ortalaa iç ve dış sıcaklıkları ( 0 C), η : kazançlar için aylık ortalaa verililik faktörünü, s, :aylık ortalaa güneş kazancını (W), i, : aylık ortalaa iç kazançları (W), t:zaanı [bir ay içinde saniyelerin sayısı (60*60*24*30=2 592 000;s)] ifade etektedir. Özgül ısı kaybı (H) aşağıdaki forülle hesaplanabilir; H=H T +H V (20)

279 Burada H T ve H V ; sırasıyla ileti ve havalandıra tarafından özgül ısı kaybıdır. H T ve H V ; aşağıdaki forüller tarafından hesaplanır. H AU I T U I (21) Burada A: Bina bileşenlerinin açık alanı ( 2 ), U: açık bina bileşenlerinin ısıl geçirgenliği (W/K), U 1 : Isı köprüsünün doğrusal ısıl geçirgenliği (W/K), I:yatay yüzeyler üzerinde güneş radyasyonudur 2 (W/ ). H V cv c n h V V 0.33 n h V (22) V Burada ρ: Havanın biri haci kütlesi (kg/ ), c: Havanın özgül ısısı (J/kgK), V t : Hacisel hava değişi debisi ( 3 /h), n landırılan haci ( 3 h : Hava değişi sayısı (h -1 ), Vv: Hava ) dir. Aylık ortalaa güneş kazancı ( ), Denkle 23 yardııyla hesaplanabilir; s, r g I A r g I A r g I A r g I A s, so, so, so, so n, n, n, n e, e, e, (23) Eşitliğin sağındaki alt indisler, yönü gösterektedir. Bu yüzden, aylık ortalaa değeri gösterirken s, n, e, w sırasıyla güney, kuzey, doğu ve batı yönlerini gösterir. TSE 825 de yöne göre sayda yüzeylerin aylık ortalaa gölgelene faktörü (r), 0.8 (bir veya iki katlı üstakil binalar için), 0.6 (ağaçlar tarafından gölgeleniş bir veya iki katlı üstakil binalar için) veya 0.5 (şehir erkezinde çok katlı teraslı binalar için) olabilir. g: yöne göre sayda eleanların güneş enerjisi geçire faktörünü, I: yöne göre dik yüzeylere gelen aylık ortalaa güneş ışınıı şiddeti (W/ 2 ), A yöne göre topla pencere alanını ( 2 ) gösterektedir. Verililik faktörü(η ) aşağıdaki aprik forül tarafından hesaplanabilir. w, w, w, w 1 GLR 1 e (24) GLR i i s, H T T o, (25) Burada; Ti,: Aylık ortalaa iç orta sıcaklığı [Konutlar için 19 C (diğer binalar için TS 2164)], To, : aylık ortalaa dış hava sıcaklığı, φi, : aylık iç kazançlar (W), φs,: aylık ortalaa güneş enerjisi kazancıdır (W). 4. DEĞERLENDiRMELER Bu çalışada, Türkiye deki tipik dıştan yalıtılı duvarlar için üç farklı etod kullanılarak dört farklı ikli bölgesinden seçilen birer şehir için optiu yalıtı kalınlıkları belirleniştir. Optiizasyon çalışası Şekil 1 de gösterilen aynı dış duvar kullanılarak yapılıştır. Siülasyonda kullanılan paraetreler Tablo 2 de veriliştir. Binalarda artan yalıtı kalınlığı ile ısı kayıpları azalır. Yalıtı kalınlığı artarsa, ısıta yükü ve kullanılan yakıt iktarı azalır. Diğer yandan yalıtı aliyeti, yalıtı kalınlığı ile doğru orantılı olarak artar. Topla aliyet, yalıtı alzeesi ve yakıt aliyetinin toplaıdır. Topla aliyet yalıtı kalınlığının belli değerine kadar azalır. Bu seviyenin ötesinde topla aliyet artar.

280 Şekil 2.a.Doyuş ve kısi buhar basınç eğrileri b. Isıta sezonunda dış duvar boyunca sıcaklık dağılıı Analiz edilen dört şehir için, öür aliyet optiizasyon etodu kullanıldığında, topla aliyet üzerinde yalıtı kalınlığının etkisi, Şekil 2 de gösterildiği gibi tespit ediliştir. Miniu topla aliyette yalıtı kalınlığı, optiu yalıtı kalınlığı olarak adlandırılır. optiu yalıtı kalınlığı İzir, Diyarbakır, Uşak ve Bayburt şehirleri için sırasıyla 0.073-0.077-0.101-0.138 olarak belirleniştir. Şekil 3. Analiz Edilen Dört Şehir İçin Öür Maliyet Analizi Optiizasyon Metodu Tarafından Optiu Yalıtı Kalınlığının Belirlenesi

281 Farklı ikli bölgelerinden seçiliş sözkonusu dört şehir için, Teroekonoik optiizasyon etodu kullanılarak optiu yalıtı kalınlığı Şekil 3 de gösterildiği gibi hesaplanıştır. Şekilden de görüldüğü gibi optiu yalıtı kalınlığı, öür aliyet analizi kullanılarak elde edilen sonuçlarla kıyaslandığında İzir, Diyarbakır, Uşak ve Bayburt şehirleri için sırasıyla %2.6, %4.9, %22.3 ve %41.6 daha fazla bulunuştur. Teroekonoik optiizasyon etodunda, yalıtı kalınlığını optiize etek için, dış duvarlarda yoğuşan buhar hesaba katıaktadır. Oysa öür aliyet analizi optiizasyon etodunda bu duru hesaba katılaıştır. Öür aliyet analizi optiizasyon etodu, enerjiye bağlı aliyeti teel alan bir etodtur. Şekil 4. Analiz Edilen Dört Şehir İçin Teroekonoik Optiizasyon Metodu Tarafından Optiu Yalıtı Kalınlığının Belirlenesi Şekil 4 analiz edilen dört şehir için Türk ısı yalıtı standartı TS 825 kullanıldığında elde edilen optiu yalıtı kalınlıklarını gösterektedir. Optiu yalıtı kalınlıkları sözkonusu şehirlere bağlı olarak 0.038 ile 0.120 arasında değişektedir. Şekil 4 den de görüldüğü gibi optiu yalıtı kalınlığı İzir, Diyarbakır, Uşak ve Bayburt şehirleri için sırasıyla 0.038, 0.067, 0.088, 0.120 olarak tespit ediliştir. Bu etodla bahsedilen şehirler arasında en düşük optiu yalıtı kalınlığı İzir şehiri için elde ediliş olup, elde edilen değer, öür aliyet analizi optiizasyon etoduyla elde edilen değerden %47.9 teroekonoik optiizasyon etodu ile elde edilen değerden %49.3daha düşüktür.

282 Şekil 5. Analiz Edilen Dört Şehir İçin TS 825 Türkiye Isı Yalıtı Standartı Tarafından Optiu Yalıtı Kalınlığının Belirlenesi Şekil 6. Öür Maliyet Analizi Tarafından Analiz Edilen Dört Şehir İçin Optiu Yalıtı Kalınlığı Ve Geri Dönüşü Süresi

283 Şekil 7. Teroekonoik Optiizasyon Tarafından Analiz Edilen Dört Şehir İçin Optiu Yalıtı Kalınlığı ve Geri Dönüşü Süresi Şekil 8. TS 825 Türkiye Isı Yalıtı Standartı Tarafından Analiz Edilen Dört Şehir İçin Optiu Yalıtı Kalınlığı ve Geri Dönüşü Süresi Analiz edilen dört şehir için; TS 825 Türkiye ısı yalıtı standartı tarafından optiu yalıtı kalınlıkları Şekil 5 ile kullanılan üç etotla optiu yalıtı kalınlığına göre geri ödee süreleri, Şekil 6, 7 ve 8 de veriliştir. Tablo 3 Analiz Edilen Şehirler İçin Optiu Yalıtı Kalınlığı, Enerji Kazançları ve Geri Ödee Süreleri Öür aliyet optiizasyon Optiu yalıtı kalınlığı () Enerji kazançları ($/ 2 ) Geri ödee süresi (yıl) Optiu yalıtı kalınlığı () Teroekonoik optiizasyon Enerji kazançları ($/ 2 ) Geri ödee süresi (yıl)) Optiu yalıtı kalınlığı () TS 825 Enerji kazançları ($/ 2 ) Geri ödee süresi (yıl) İzir 0.073 3.263 3.121 0.075 3.336 3.143 0.038 2.122 2.38 Diyarbakır 0.077 3.409 2.878 0.081 3.557 3.050 0.067 3.046 2.24 Uşak 0.101 4.276 2.722 0.130 5.441 2.751 0.088 4.709 2.19 Bayburt 0.138 5.756 2.765 0.144 5.992 2.807 0. 120 5.050 1.99

284 Daha yüksek derece-gün değerlerine sahip daha soğuk yerler, daha büyük optiu yalıtı kalınlıkları gerektirir. Aa daha düşük derece-gün değerlerine sahip daha sıcak ikliler daha küçük optiu yalıtı kalınlıkları gerektirir. Yani geri ödee süresi, derece-gün değerlerinin artışı ile azalır. Bu açıkça, soğuk ikli bölgelerine uygulanan yalıtı kalınlıklarının aliyetinin daha yüksek olasına rağen geri ödee süresinin daha kısa olduğunu gösterir. Heaplaalarda kullanıılan bu üç etoda gore, analiz edilen şehirler için, optiu yalıtı kalınlıkları, enerji kazançları ve geri ödee süreleri Tablo 3 de veriliştir. Tablodan da görüldüğü gibi, optiizasyon etodu ve şehirlere bağlı olarak, optiu yalıtı kalınlıkları 0.038 c ve 0.144 c arasında değişirken,enerji kazançları 2.122 $/ 2 ve 5.992 $/ 2, geri ödee süreleri ise 1.99 yıl ve 3.143 yıl arasında değişektedir. En düşük geri ödee süresi Türk ısı yalıtı standartı TS 825 kullanıldığında Bayburt şehrinde elde edilirken, en yüksek değer Teroekonoik optiizasyon etodu kullanıldığında İzir şehirinde elde ediliştir. SONUÇ Bu çalışada, ekstrüde polistrenle dıştan yalıtılış dış duvarlar üç farklı optiizasyon etodu ile inceleniştir ve aynı paraetreler kullanılarak kıyaslaalı bir çalışa yapılıştır. Dış duvarların optiu yalıtı kalınlıkları, 10 yıllık bir öür üzerinden enerji aliyet kazançları ve geri dönüşü periyotları Türkiye nin dört farklı ikli bölgesindeki İzir, Diyarbakır, Uşak ve Bayburt şehirleri için, üç farklı optiizasyon etodu kullanılarak hesaplanıştır. Sonuçlar gösteriştir ki yalıtı kalınlığı, dış duvar sistelerinin dizaynında öneli bir paraetredir. Terodinaiğin 2. kanununu teel alan teroekonoik optiizasyon etoduyla hesaplanan optiu yalıtı kalınlıkları diğer optiizasyon etodlarından daha yüksek çıkıştır. Optiizasyon etodu ve farklı ikli bölgelerinde yer alan sözkonusu dört şehir için optiu yalıtı kalınlıkları 0.038 c ve 0.144 c arasında, enerji kazancı 2.122 $/ 2 ve 5.992 $/ 2 arasında, ve geri ödee süresi 1.99 yıl ve 3.143 yıl arasında değiştiği tespit ediliştir. SEMBOLLER C A ısıta için yıllık enerji aliyeti (YTL/ 2 -yıl) Ci Yalıtı alzeesinin aliyeti (YTL/ 3 ) Cins Yalıtı alzeesinin aliyeti (YTL/ 2 ) Cf Yakıt aliyeti (YTL/kg) As Yıllık topla aliyet farkı (YTL/ 2 ) d Enflasyon oranı DD Derece gün sayısı ( C gün) Hu Yakıtın ısıl değeri (J/kg) i Faiz oranı k Yalıtı alzeesinin ısıl ileti katsayısı (W/K) N Öür süresi (yıl) Np Geri ödee süresi (yıl) Ri İç orta havasının ısıl direnç katsayısı ( 2 K/W) Rins Yalıtı alzeesinin ısıl direnç katsayısı ( 2 K/W) R O Dış orta havasının ısıl direnç katsayısı ( 2 K/W) Rw Yalıtısız duvar tabakasının ısıl direnç katsayısı ( 2 K/W) Rtw Ri + Rw + R O nin toplaı ( 2 K/W) S Kazançlar (/ 2 )x Yalıtı alzeesinin kalınlığı () S Yaka sisteinin verii C Fiyat ($)Ex Ekserji (kj/ 2 ) h Entalpi (kj/kol, kj/kg) Kütle oranı (kg/ 2 yıl) n Mol (kol) P Basınç (Pa)

285 Ru Üniversal gaz sabiti (kj/kol K) s Entropi (kj/kol K, kj/kgk) T Sıcaklık ( o C) y Mol kesri Z Seraye yatırı fiyatı ($) CI tot OM Z tot İşlete ve bakı fiyatı ($) ALT INDISLER at atosfer c yoğuşa, cc yana odası cp yoğuşa düzeyi F yakıt ins yalıtı in iç loss,q ısı transferi yüzünden kayıplar loss,s baca gazları yüzünden kayıplar o dış orta, çevre out dış par kısi buhar rt Isıta çevrii dönüş sıcaklığı Üst indisler o 25 C and 101.325 kpa da değerler Molar değerler KAYNAKLAR [1] Buyukalaca, O., Bulut, H., Yilaz, T., Analysis of variable-base heating and cooling degree-days for Turkey, Applied Energy, 69, 269 283, 2001. [2] Bolatturk, A., Deterination of optiu insulation thickness for building walls with respect to various fuels and cliate zones in Turkey, Applied Theral Eng., 26, 1301 309, 2006. [3] Sisan, N., Kahya, E., Aras, N., Aras, H., Deterination of optiu insulation thicknesses of the external walls and roof (ceiling) for Turkey s different degree-day regions, Energy Policy, 35 5151 5155, 2007. [4] Arslan O., Kose, R., Theroeconoic optiization of insulation thickness considering condensed vapor in buildings, Energy and Buildings 38, 1400 1408, 2006. [5] Yoon, J., Lee, E., Krarti, M., Optiization of Korean crop storage insulation systes, Energy Conversion and Manageent, 44, 1145-1162, 2003. [6] Bolattürk, A., Optiu insulation thicknesses for building walls with respect to cooling and heating degree-hours in the warest zone of Turkey, Building and Environent, 43, 1055-1064, 2008. [7] Ucar, A., Balo, F., Effect of fuel type on the optiu thickness of selected insulation aterials for the four different cliatic regions of Turkey, Applied Energy, 86, 730-736, 2009. [8] Arslan, O., Kose, R., Theroeconoic optiization of insulation thickness considering condensed vapor in buildings, Energy and Buildings, 38, 1400 1408, 2006. [9] Bejan, A., Tsatsaronis, G., Moran, M., Theral Design and Optiization, John Wiley & Sons Inc, 1996. [10] Dilac S, Kesen N. A coparision of new Turkish theral insulation standard (TS 825), ISO9164, EN 832 and Geran regulation. Energy and Buildings 2003; 35: 161-174.

286 ÖZGEÇMİŞ Figen BALO 1970 tarihinde Lüleburgaz da doğdu. 1990 yılında Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makine Mühendisliği bölüünden ezun oldu. 2000 yılında Fırat Üniversitesi, Fen Bilileri Enstitüsü, Makine Mühendisliği Anabili Dalında yüksek lisans yapaya başladı. 2002 yılında yüksek lisans, 2008 yılında doktora eğitiini taaladı. Halen Elazığ Bayındırlık ve İskan Müdürlüğünde Makine Mühendisi olarak görevini sürdürektedir. Yenilenebilir enerji kaynakları, yalıtı alzeeleri ve enerji konularında çalışaktadır. Aynur UÇAR 1973 yılında Elazığ da doğdu. 1994 yılında Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölüünden ezun oldu. 1997 yılında Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölüünde Araştıra Görevlisi oldu. Fırat Üniversitesi Fen Bilileri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Anabili Dalında 1998 yılında yüksek lisans ve 2005 yılında doktora öğreniini taaladı. Halen Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölüü Terodinaik Anabili Dalında Araştıra Görevlisi olarak çalışaktadır. Evli ve bir çocukludur. Isı popaları, yenilenebilir enerji kaynakları, yalıtı alzeeleri ve enerji konularında çalışaktadır. Mustafa İNALLI 1961 yılında Elazığ da doğdu. 1983 yılında Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölüünden ezun oldu. Fırat Üniversitesi Fen Bilileri Enstitüsü, Makina Mühendisliği Anabili Dalında 1987 yılında yüksek lisans ve 1994 yılında doktora öğreniini taaladı. 2000 yılında Isı Tekniği Bili Dalında Doçent oldu. 2006 yılında Fırat Üniversitesinde Profesör ünvanı aldı. Halen Fırat Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Makina Mühendisliği Bölüü Terodinaik Anabili Dalında Öğreti Üyesi olarak çalışaktadır.