Binalarda Isı Köprüsü Etkisinin 3 Boyutlu Analizi

Abstract

Gelecekte artan nüfus ile birlikte dünyada enerji tasarrufu konusunun önemli bir etkiye sahip olacağı düşünülmektedir. Özellikle binalarda yalıtım ile sağlanan enerji tasarrufu miktarlarının önemli derecede olması bu konuya olan ilgiyi daha da artırmıştır.  Bu çalışmada Türkiye’de son 90 yılda her şehirde görülen en düşük sıcaklık değerlerinin yapı kabuğu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Yapı kabuğu yalıtımlı ve yalıtımsız olarak 3 boyutlu modellenerek Comsol Multiphysics programı ile analizler yapılmıştır. Yapıda oluşabilecek ısı köprüsü etkisi ile birlikte iç yüzey sıcaklık değerleri, yoğuşma, ısıl konfor ve sıcaklık faktörü parametreleri hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre yalıtımın özellikle daha düşük dış hava sıcaklıklarında önemli bir etkiye sahip olduğu görülmüştür. Bununla birlikte yalıtımlı duvar için sıcaklık faktörü değeri 0.87 olarak elde edilmiştir. Bu değer diğer Avrupa ülkeleri ile karşılaştırılmış olup standartlara uygun olduğu görülmüştür. Ayrıca yapılan maliyet analizi sonuçlarına göre yalıtımlı durumda yıllık enerji tüketim maliyetinin yalıtımsız durumdan %75.3 daha az olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

• Isı köprüsü; yalıtım; sıcaklık faktörü; Comsol.

3D Analysis of Thermal Bridge Effect in Buildings

Abstract

Together with the increasing population in the future, it is thought that energy saving in the world will have a significant effect. The fact that the amount of energy saving provided by the insulation in the buildings has increased significantly. In this study, the effect on the internal wall surface of the lowest outside temperatures seen in every city the last 90 years in Turkey were investigated. Insulated and non-insulated structure between two floors was analyzed by Comsol Multiphysics program as 3D model. The internal surface temperature values, condensation, thermal comfort and temperature factor parameters were calculated together with the thermal bridge effect. According to the results, it was seen that the insulation had an important effect especially at lower outdoor temperatures. However, the temperature factor value for the insulated wall was 0.87. In addition, according to the results of the cost analysis, it was found that the annual energy consumption cost in insulated condition is 75.3% less than the uninsulated condition.

Keywords

• Thermal bridge,heat insulation

References

1. [1] Sezer, F. Ş., Yeşilyurt, N. K., “Türkiye’deki Çift Duvar Arası Yalıtım Uygulamalarında Isı Köprülerinin Analizi ve Yurtdışı Uygulamaları ile Karşılaştırılması”, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 2011, Cilt 16, Sayı 1.
2. [2] Sezer, F.Ş., Cihan, M.T., “Dışarıdan Yalıtımlı Binaların Ara Kat Döşemelerinin Isıl Davranışının Deneysel Olarak İncelenmesi”, Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 2010, Cilt 15, Sayı 2.
3. [3] Saryal, N., “Duvar Isı Yalıtımının İnsan Sağlığı Yönünden Önemi”, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 1983, 6(1), 37-39.
4. [4] Karabulut, K., Buyruk, E., Fertelli, A.,” Katlar Arası Farklı İç Ortam Sıcaklığına Bağlı Olarak Isı Köprülerindeki Isı Transferinin Sayısal Olarak İncelenmesi”, Tesisat Mühendisliği, 2013, Sayı 137, Eylül/Ekim.
5. [5] Angelis, E., Serra, E.,”Light Steel-Frame Walls: Thermal İnsulation Performances and Thermal Bridges”, Energy Procedia, 2014, 45, 362–371.
6. [6] Asdrubali, F., Baldinelli, G., Bianchi, F., “A Quantitative Methodology to Evaluate Thermal Bridges İn Buildings”, Applied Energy, 2012, 97, 365–373.
7. [7] Dilmaç, Ş., Can, A., Sezer, F.Ş., ”Ara Kat Kirişli Döşemelerinde İçeriden ve Dışarıdan Yalıtım Uygulamalarının Enerji Verimliliklerinin Karşılaştırılması”, Tesisat Mühendisliği, 2004, Mart-Nisan.
8. [8] Theodosiou, T.G., Papadopoulos, A.M., “The impact of thermal bridges on the energy demand of buildings with double brick wall constructions”, Energy and Buildings, 2008, 40, 2083–2089.

9. [9] Song, J.H., Lım, J. H., Song, S.Y., “Evaluation of Alternatives For Reducing Thermal Bridges in Metal Panelcurtain Wall Systems”, Energy and Buildings, 2016, 127, 138–158.
10. [10] Capozzoli, A., Gorrino, A., Corrado, V.,” A Building Thermal Bridges Sensitivity Analysis”, Applied Energy, 2013, 107, 229–243.
11. [11] Ibrahım, M., Bıwole, P.H., Wurtz, E., Achard, P.,” Limiting Windows Offset Thermal Bridge Losses Using a New İnsulating Coating”, Applied Energy, 2014, 123, 220–231.
12. [12] Can ,M., Avcı, A., Etemoğlu, A.B., “Teknik Tesisat El Kitabı” ,Dora yayınevi, 2008, Bursa.
13. [13]“T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü”, https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?k=A, son erişim tarihi: 15.01.2019.
14. [14]“T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü”, https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler istatistik.apspx?k=parametrelerinTurkiye Analizi son erişim tarihi: 15.01.2019.
15. [15] TS 825,”Binalarda ısı yalıtım kuralları”, Türk standartları enstitüsü, 2009, Ankara.
16. [16] Comsol Multiphysics 5.3., ”Heat Transfer Module User’s Guide”, 2018.
17. [17] Kalamees, T., “Critical Values for The Temperature Factor to Assess Thermal Bridges,” Proc. Estonian Acad. Sci. Eng., 2006, 12 (3-1), 218–229.
18. [18] Karakoç, H., Binyıldız, E., Turan, O., “Binalarda ve Tesisatta Isı Yalıtımı” pp 170, Ode Teknik Yayınları, No: G20,1999.
19. [19] Pehlevan, A., “Isınmada Enerji Ekonomisi, Isıl Konfor Etkileşimi”, Enerji Tasarrufu Semineri Tebliğleri, TÜYAP, 1993, 167-178, Ocak.
20. [20] Uyttenbroeck, J., Carpentier, G., “Vochthuishouding in gebouwen. Wissenschaftliches und Technisches Bauzentrum”, Technische voorlichtingen, 1984, 153, Brussels.
21. [21]“T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı Meteoroloji Genel Müdürlüğü”, https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/sicaklik-analizi.aspx, son erişim tarihi: 15.01.2019.