Derece Zaman Ve Sıcaklık Analizine Göre Düzce İlinde Binalar İçin İzolasyon Malzemesinin Tasarım Metodolojisi

Yıl 2020, Cilt: 8 Sayı: 2, 1676 - 1694, 30.04.2020

Yaşar Şen

https://doi.org/10.29130/dubited.650853

Cited By: 1

Öz

Yapılardaki enerji tasarrufunu sağlamak ve konfor şartlarını yerine getirmek için en uygun yöntemlerden birisi de izolasyon yapılmasıdır. Bu çalışmada binalarda izolasyon yapılması için, farklı izolasyon malzemeleri ve duvar tipleri için optimum izolasyon kalınlığı analiz edilmiştir. Bu analizlerde kullanılmak üzere gerekli saatlik sıcaklık verileri Düzce ili için 2007-2017 yılları arası Meteoroloji Genel Müdürlüğü (MGM) istasyonundan temin edilmiş ve temin edilen bu verilerde hesaplamada hataya neden olacak değerlerler ayıklanmıştır. Bunun nedeni MGM istasyondan elde edilen verilerde, saatlik sıcaklık verileri arasındaki değerlerin kayıtları hatalı elde edilmiştir. 15 °C ısıtma, 22 °C soğutma değerlerinde denge sıcaklıkları için derece saat ve gün hesaplamaları yapılmıştır. Bulunan derece gün değeri ile tuğla ve gaz beton duvarlar için taş yünü, EPS ve XPS izolasyon malzemeleri kullanarak, izolasyon kalınlığı hesabı yapılmış ısıtma maliyeti, tasarruf miktarı ve maliyetin kendini amorti etme süreci dikkate alınarak Düzce ili şartları için en uygun izolasyon malzemesi seçimi yapılmıştır. Sekiz farklı izolasyona sahip bina tipi için TS 825 standartlarına göre özgül ısı kaybı ve yıllık ısıtma enerji ihtiyacı hesaplanmış ve en uygun izolasyon malzemesinin 20 kg/m3 EPS olduğu tespit edilmiştir. Gaz betonlu duvarlarda 0,0185 m -0,0247 m arasında değişen optimum kalınlığa sahip izolasyon yapıldığında, %43,01 ile %48,54 oranlarında enerji tasarrufu sağlanacaktır. Aynı zamanda dış yüzeye bakan kolon-kiriş bölümleri de izole edileceğinden ve enerji tasarrufu daha da artacağından dolayı gaz beton duvar kullanılsa bile izolasyon yapılması tavsiye edilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Düzce, Derece-zaman, Derece-gün, Derece-saat İklim verileri

Design Methodology Of Insulation Material For Buildings In Duzce Province According To Degree-Time And Temperature Analysis

Öz

One of the most suitable methods to save energy in buildings and to meet comfort conditions is insulation. In this study, the optimum insulation thickness for different insulation materials and wall types was analyzed for insulation in buildings. Hourly temperature data required for these analyzes were obtained from the General Directorate of Meteorology (MGM) station between 2007 and 2017 for Düzce and improved these data by extracted errors. Because the data is obtained from the MGM station record the values between the hourly temperature data incorrectly. Degree hour and day calculations were made for equilibrium temperatures at 15 ° C heating and 22 ° C cooling values. The most suitable insulation material was chosen for the conditions; brick and gas concrete walls combined stone wool, obtained degree day value, EPS and XPS insulation materials, cost and saving with self-amortization, of Düzce city. Specific heat loss and annual heating energy need were calculated according to TS 825 standards for the building type having eight different insulation types and found the most suitable insulation material is 20 kg / m3 EPS. When insulation with optimum thickness varying between 0.0185 m -0.0247 m on gas concrete walls, Energy savings of 43.01% to 48.54% will be achieved. At the same time, it is recommended to insulate even if a gas concrete wall is used, since the column-beam sections facing the outer surface will be isolated and energy saving will increase even more.

Anahtar Kelimeler

Duzce, Degree-time, Degree-day, Degree-hour Climate data

Kaynakça

• [1] F. Ş. Sezer, “Türkiye’de Isı İzolasyonının Gelişimi ve Konutlarda Uygulanan Dış Duvar Isı İzolasyon Sistemleri,” Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 10, s. 2, ss. 79-85, 2005.
• [2] N. Yüksel, “Günümüz Kamu Kurumlarında Yapısal Konfor Koşullarının Tespit Edilmesine Yönelik Bir Çalışma,” Uludağ Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, c. 10, s. 2, ss. 21-31, 2005.
• [3] Ş. Puşat, N. Tunç, İ. Ekmekçi, Y. Yetişken, “Karabük İçin Derece Zaman Hesaplamaları,” 3rd International Symposium On İnnnovative Technologies in Engineering and Science Universidad Politecnica de Valencia Spain, ss. 898-905, 3-5 June 2015.
• [4] H. Hens, G. Verbeeck, B. Verdonck, “Impact of Energy Efficiency Measures on the CO2 Emissions in the Residential Sector, A Large Scale Analysis,” Energy and Buildings, c. 33, ss. 275-281, 2001.
• [5] H. Bulut, O. Büyükalaca, T. Yılmaz, M. A. Aktacir, “GAP Bölgesi İçin Detaylı İklim Verileri,” Harran Üniversitesi GAP IV. Mühendislik Kongresi Bildiriler Kitabı, ss. 183-191, Şanlıurfa, 2002.
• [6] K. Papakostas, N. Kyriakis, “Heating and Cooling Degree-Hours for Athens and Thessaloniki, Greece,” Renewable Energy, c. 30, ss. 1873-1880, 2005.
• [7] JW. Lstiburek, “Hygrothermal Climate Regions, İnterior Climate Classes and Durability,” Proceedings of the Eighth Conference on Building Science and Technology, Toronto, Canada, ss. 319-29, 2001.
• [8] N. Sahal, “Proposed Approach for Defıning Climate Regions for Turkey Based on Annual Driving Rain İndex and Heating Degree-Days for Building Envelope Design,” Building and Environment, c. 41, ss. 520-526, 2006.
• [9] O. Büyükalaca, H. Bulut, T. Yılmaz, “Türkiye’nin Bazı İlleri İçin Derece Gün Değerleri,” ULIBTK’99-023 12. Ulusal Isı Bilimi ve Tekniği Kongresi Sakarya, 8-10 Eylül 1999.
• [10] M. Kocagül, Isı İzolasyonında İdeal İzolasyon Malzemesi Kullanılmasının Deneysel Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Elazığ: Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013.
• [11] N. Şişman, E. Kahya, N. Aras ve H. Aras, “Determination of Optimum İnsulation Thicknesses of the External Walls and Roof (ceiling) for Turkey's Different Degree-Day Regions,” Energy Policy, c. 35, s. 10, ss. 5151-5155, 2007.
• [12] H. Moran, Farklı Derece Gün Bölgelerine Göre Optimum İzolasyon Kalınlığının Yatırım-Tasarruf Yöntemine Göre Hesaplanması ve Çevresel Etki Analizi, Yüksek Lisans Tezi, Osmaniye: Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2018.
• [13] B. Tanrıverdi, TS 825 2. Derece Gün Bölgesinde Yer Alan İllerin, Isıtma ve Soğutma Derece Gün Bölgelerine Göre Değerlendirilmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi Enerji Enerji Enstitüsü, 2015.
• [14] A. Ergün ‐ T. Menlik ‐ M. G. Özkaya, “Energy and Exergy Analyses of the Heating System in a Multipurpose Building,” Gazi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c.1, s.1, ss. 195‐218, 2015.
• [15] O. Büyükalaca ve H. Bulut, “Detailed Weather Data for the Provinces Covered by the Southeastern Anatolia Project(GAP) of Turkey,” Applied Energy, s. 77, ss. 187–204, 2003.
• [16] Düzce İl Kültür Ve Turizm Müdürlüğü Düzce İklimi Ve Bitki Örtüsü. [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: http://duzcekultur.gov.tr/TR-211369/iklimi-ve-bitki-ortusu.html Erişim Tarihi: 12.12.2018
• [17] Meteoroloji Genel Müdürlüğü. [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: https://www.mgm.gov.tr/veridegerlendirme/il-ve-ilceler-istatistik.aspx?m=DUZCE
• [18] S. Şensoy, R. Sağır, M. Eken, Y. Ulupınar, “Türkiye Uzun Yıllar Isıtma ve Soğutma Gün Dereceleri,” Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara, 2007.
• [19] B. B. Ekici, A. Gülten ve U. T. Aksoy, “A Study on the Optimum Insulation Thicknesses of Various Types of External Walls With Respect to Different Materials, Fuels and Climate Zones in Turkey,ˮ Applied Energy, s. 92, ss. 211-217, 2012.
• [20] Ö. Kaynaklı, “Optimum Thermal İnsulation Thicknesses and Payback Periods for Building Walls in Turkey,” Journal of Thermal Science and Technology, c. 33, ss. 45-55, 2013.
• [21] A. Yıldız, G. Gürlek, M. Erkek ve N. Özbalta, “Economical and Environmental Analyses of Thermal Insulation Thickness in Buildings,” Isı ve Bilim Tekniği , c. 28, s. 2, ss. 25-34, 2008.
• [22] A. Bolattürk, “Optimum Insulation Thicknesses for Building Walls with to,” Energy and Buildings, c. 43, ss. 1055-1064, 2008.
• [23] Türkiye Cumhuriyeti Merkez Bankası, “Tüketici Fiyatları,” [Çevrimiçi]. Erişim Adresi: http://www.tcmb.gov.tr/wps/wcm/connect/TR/TCMB+TR/Main+Menu/Istatistikler/Enflasyon+Verileri/Tuketici+Fiyatları
• [24] A.E. Gürel, Z. Cingiz, “ Farklı Dış Duvar Yapıları İçin Optimum Isı İzolasyon Kalınlığı Tespitinin Ekonomik Analizi,” SAÜ. Fen Bilimleri Dergisi, c. 15, s.1, ss. 75-81, 2011.