Determination of Optimum Insulation Thickness of Building Exterior Wall for Gumushane Province Based on Life Cycle Cost Analysis

Year 2021, Volume: 6 Issue: 1, 36 - 46, 18.07.2021

Meryem Terhan

Abstract

This study is aimed to determine the optimum insulation thickness for the exterior wall in buildings for Gümüşhane Province depending on different fuel types and insulation materials. XPS, EPS, rock wool, glass wool as an insulation material on the outer wall and natural gas, coal and fuel oil as fuel are considered in the study. IZODER TS825 calculation program and Life-Cycle Cost Analysis was used for specific heat loss, annual energy requirement calculations and economic analysis. Fuel costs, energy savings values, payback periods and optimum insulation thicknesses have been calculated depending on the various insulation materials and fuel types. According to the results of the study, the optimum insulation thickness for the exterior wall in buildings, annual energy saving and payback periods have respectively calculated as 0.03-0.09 m, 7.21-22.93 $/m2. year and 0.29-0.75.

Keywords

energy efficiency in buildings, energy savings, optimum insulation thickness, life-cycle cost analysis, exterior wall

Gümüşhane İli İçin Bina Dış Duvarı Optimum Yalıtım Kalınlığının Yaşam Döngüsü Maliyet Analizine Göre Belirlenmesi

Abstract

Bu çalışma Gümüşhane ilindeki bina dış duvarı için optimum yalıtım kalınlıklarının belirlenmesini amaçlamaktadır. Dış duvarda yalıtım malzemesi olarak XPS, EPS, taşyünü, cam yünü ve yakıt olarak doğalgaz, kömür ve fuel-oil ele alınmıştır. Özgül ısı kaybı ve yıllık enerji ihtiyacı hesaplamalarında İZODER TS825 hesap programı ve ekonomik analiz için Yaşam Döngüsü Maliyet Analizi kullanılmıştır. Çeşitli yalıtım malzemeleri ve yakıt tipleri ile farklı dış duvar konfigürasyonları için yakıt maliyetleri, enerji tasarruf değerleri, geri ödeme süreleri ve optimum yalıtım kalınlıkları hesaplanmıştır. Araştırma sonuçlarına göre binalarda dış duvar optimum yalıtım kalınlıkları, yıllık enerji tasarrufu ve geri ödeme süreleri sırasıyla 0,03-0,10 m, 7,20-39,80 $/m2. yıl ve 0,18-0,75 yıl arasında hesaplanmıştır.

Keywords

binalarda enerji verimliliği, enerji tasarrufu, optimum yalıtım kalınlığı, yaşam döngüsü maliyet analizi, dış duvar

References

• [1] Tokgöz, N. ve Özgün, Ö. (2019). Atık ısı geri kazanım sistemlerine yönelik literatür araştırması ve sanayiden örnek vaka incelemesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34 (2), 57-72.
• [2] Kon, O. ve Yüksel, B. (2016). Farklı amaçlarla kullanılan binaların çatı, döşeme ve dış duvarları için ölçülerek hesaplanan optimum yalıtım kalınlıkları. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 36(1), 17-27.
• [3] Özkılıç Keleş, C. (2008). Türkiye’de binalarda enerji verimliliği açısından fotovoltaik sistemlerin kullanılmasına yönelik bir inceleme. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
• [4] Keskin, T. (2010). Türkiye’nin ulusal iklim değişikliği eylem planının geliştirilmesi projesi, Binalar sektörü mevcut durum değerlendirmesi raporu. Erişim adresi http://docplayer.biz.tr/201403-Binalar-sektoru-mevcut-durum-degerlendirmesi-raporu.html
• [5] Gürel, A. E. ve Daşdemir, A. (2011). Türkiye’nin dört farklı iklim bölgesinde ısıtma ve soğutma yükleri için optimum yalıtım kalınlıklarının belirlenmesi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 27 (4), 346-352.
• [6] Uzun, İ. (2013). Yönetmelikler ışığında ısı yalıtımı ve uygulamaları. EPSDER, İstanbul.
• [7] Kaya, D. ve Öztürk, H. (2014). Isı yalıtımı ile enerji tasarrufu, Sanayide enerji yönetimi ve enerji verimliliği. Umuttepe Yayınevi, Kocaeli.
• [8] Yaman, Ö., Şengül, Ö., Selçuk, H., Çalıkuş, O., Kara, İ., Erdem, Ş., ve Özgür, D. (2015). Binalarda ısı yalıtımı ve ısı yalıtım malzemeleri. İMO Yapı Malzemeleri Komisyonu, 487(4), 62-75.
• [9] Başoğul, Y., Demircan, C. and Keçebaş, A. (2016). Determination of optimum insulation thickness for environmental impact reduction of pipe insulation. Applied Thermal Engineering, 101, 121-130.
• [10] Keçebaş, A. (2012). Determination of insulation thickness by means of exergy analysis in pipe insulation, Energy Conversion and Management, 58, 76-83.
• [11] Kayfeci, M. (2014). Determination of energy saving and optimum insulation thicknesses of the heating piping systems for different insulation materials, Energy and Buildings, 69, 278-284.
• [12] Keçebaş, A., Alkan, M. A. and Bayhan, M. (2011). Thermo-economic analysis of pipe insulation for district heating piping systems. Applied Thermal Engineering, 31, 3929-3937.
• [13] Keçebaş, A. (2015). Determination of optimum insulation thickness in pipe for exergetic life cycle assessment, Energy Conversion and Management, 105, 826-835.
• [14] İlhan, U. (2018). Optimum insulation thickness for pipes in district heating systems, Journal of Mechanical and Energy Engineering, 42, 225-232.
• [15] Zhang, L., Wang, Z., Yang, X. Jin, L., Zhang, Q. and Hu, W. (2017). Thermo-economic analysis for directly-buried pipes insulation of district heating piping systems. Energy Procedia, 105, 3369-3376.
• [16] Yu, J., Yang C., Tian L. and Liao, D. (2009). A study on optimum insulation thicknesses of external walls in hot summer and cold winter zone of China, Applied Energy, 86(11), 2520-2529.
• [17] Uçar, A., İnalli, M. and Balo, F. (2011). Application of three different methods for determination of optimum insulation thickness in external walls, Environmental Progress and Sustainable Energy, 30(4), 709-719.
• [18] Kaynaklı, Ö., Mutlu, M. ve Kılıç, M. (2012). Bina duvarlarına uygulanan ısıl yalıtım kalınlığının enerji maliyeti odaklı optimizasyonu, Tesisat Mühendisliği, 126, 48-54.
• [19] Dongmei, P., Mingyin C., Shiming D. and Zhongping, L. (2012). The effects of external wall insulation thickness on annual cooling and heating energy uses under different climates, Applied Energy, 97(C), 313-318.
• [20] Çay, Y. and Gürel, A. E. (2013). Determination of optimum insulation thickness, energy savings, and environmental impact for different climatic regions of Turkey, Environmental Progress and Sustainable Energy, 32, 365-372.
• [21] Kurekci, N. A. (2016), Determination of optimum insulation thickness for building walls by using heating and cooling degree-day values of all Turkey's provincial centers, Energy and Buildings, 118, 197-213.
• [22] TS 825.(2008), Binalarda ısı yalıtım kuralları, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara.
• [23] Ertürk, M., Keçebaş, A., Daşdemir, A., ve Kurt, H. (2016). Isıtma ve soğutma uygulamalarında optimum yalıtım kalınlığı ve enerji tasarrufu analizi, 10th International Clean Energy Symposium, İstanbul.