DÜŞÜK MALİYET VE YÜKSEK ENERJİ TASARRUFUNA SAHİP TERMAL BOYA ÜRETİMİ

Year 2020, , 693 - 705, 03.09.2020

Şenay Balbay

https://doi.org/10.36306/konjes.643725

Abstract

Çalışmada özellikle sac kaplı çatılar için 4 farklı firmaya ait Ticari Termal Boyalardan(TTB) daha
yüksek ısı yalıtım özelliğine sahip termal boya üretilmesi amaçlanmıştır. İlk olarak karbon esaslı
malzemelerin (grafit ve Geri Kazanılmış Karbon Siyahı(GKKS)) ısı yalıtımı üzerine etkisi incelenmiştir.
İkinci olarak silisyum esaslı malzemelerin(Perlit(PE) ve Cam tozu(C)) ısı yalıtımı üzerine etkisi
belirlenmiştir. Son olarak ticari boyalar ve en iyi sonuçların alındığı (PE-20 ve PE0-C20) boyaların
fonksiyonel yapılarını belirlemek üzere FT-IR analizleri yapılmıştır. PE-20 ve PE0-C20 boyalar kullanılarak
kaplanmış saclara fiziksel testler (yapışma ve darbe testleri) uygulanmıştır. PE0-C20’in 31 °C alt sıcaklık
değeri hem ticari termal boyaların sıcaklık değerinden daha düşük ve hem de literatürde verilen serin
boya sıcaklık değeri (28-33°C) içerisinde yer almıştır. Galvaniz kaplanmış sacın alt yüzey sıcaklık değeri
esas alınarak TTB1, TTB2, TTB3 ve PE0-C20’in sırasıyla ısı tasarrufu değerleri %9, %6, %9 ve %12’dir.
TTB3’ün sadece bir yüzeyi değil tüm binada toplam % 40 enerji tasarrufu sağladığı bilgisine karşılık PE0-
C20’in tüm binada tahmini olarak %50-60 enerji tasarrufu sağlaması beklenmektedir. İçerisinde mikro
seramik kürecikler bulunan TTB1, cam tozu kullanılarak üretilen PE0-C20’den daha az ısı tasarrufu
sağlamıştır. Sonuç olarak cam tozu kullanılarak üretilen boya, TTB’dan daha fazla enerji tasarrufu
sağlamakta ve aynı zamanda yaklaşık 2-2,5 kat daha ucuz olduğundan dolayı ülke ekonomisine katkı
sağlayacaktır.

Keywords

Serin çatı, albedo etkisi, termal boya, ısı yalıtımı, enerji tasarrufu

Thermal Paint Production with High Energy Saving and Low Cost

Abstract

The aim of the study was to produce thermal paints with higher thermal insulation
properties than Commercial Thermal Paints (CTP) of 4 different companies, especially for sheet metal
roofs. Firstly, the effect of carbon based materials (graphite and recycled carbon black) on heat insulation
was investigated. Secondly, the effect of silicon based materials (Perlite (PE) and Glass powder (G)) on
thermal insulation was determined. Finally, commercial paints and paints obtained by the best results (PE-
20 and PE0-C20) were subjected to FT-IR analysis and physical tests (adhesion and impact tests) on coated
sheets using these paints. The lower temperature of PE0-C20 is lower than the temperature of commercial
thermal paints and is also within the cool paint temperature (28-33 ° C) given in the literature. The heat
saving values of TTB1, TTB2, TTB3 and PE0-C20 based on the surface temperature of the galvanized sheet
are 9%, 6%, 9% and 12%, respectively. Despite the fact that TTB3 saves not only one surface but 40% energy
in the whole building, PE0-C20 is expected to save 50-60% energy in the whole building. TTB1 with micro
ceramic beads has less heat saving than PE0-C20 produced by using glass powder. As a result, the paint
produced by using glass powder will save more energy than TTB and will also contribute to the national
economy as it is about 2-2.5 times cheaper.

Keywords

Cool roof, albedo effect, thermal paint, heat insulation, energy saving

References

• ASTM D-3359, Standard Test Methods for Rating Adhesion by Tape Test
• AYKİM, 2012, “Hammaddeler ve başlangıç boya reçeteleri”, 7. Baskı
• Balbay, S., Açıkgöz, Ç., 2019, “Atık Lastiklerin Ucuz Ve Ekonomik Bir Yöntemle Devulkanizasyonu Ve Hammadde Olarak Değerlendirilmesi”, Patent No: 2015/13034
• Balbay, S., 2017, Atık lastiklerin kimyasal yöntemle bozundurulması ve elde edilen ürünlerin değerlendirilmesi, Doktora tezi, Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bilecik
• Balo, I., Ucar, A., Yücel , H.L., 2010, “Development Of The Insulation Materıals From Coal Fly Ash, Perlite, Clay And Linseed Oil”, Ceramics – Silikat, 54 (2), ss.182-191.
• Binici, H., Kalaycı, F., 2015, “Productıon Of Perlıte Based Thermal Insulatıng Materıal”, International Journal of Academic Research and Reflection, Vol. 3, No. 7
• Cetinkaya, M.S., 2015, Production and characterization of activated carbon from almond bark and pine nut Shell, Yüksek lisans tezi, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kahramanmaraş
• Dias, D., Machado, J., Leal, V., Mendes, A., 2014, “Impact of using cool paints on energy demand and thermal comfort of a residential building”, Applied Thermal Engineering, 65, 1–2, ss. 273-281, https://doi.org/10.1016/j.applthermaleng.2013.12.056
• EPA, 2009, Reducing Urban Heat Islands: Conpendium of Strategies, Cool Roofs. Isı transferi ders notları, Ankara üniversitesi, https://acikders.ankara.edu.tr/pluginfile.php/72277/mod_resource/content/0/HAFTA_2.pdf, ziyaret tarihi: 20 Haziran 2019.
• İnce, R., 2008, Bazı Yağlı Tohumların Isısal Özelliklerinin Belirlenmesi Üzerine Bir Araştırma, Yüksek lisans tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana
• Kiil, S., 2014, “Quantitative analysis of thermal insulation coatings”, In Proceedings of the 10th Coatings Science International 2014, Peer reviewed version
• Kong, X., Zhong, Y., Rong, X., Min C., Qi, C., 2016, “Building Energy Storage Panel Based on Paraffin/Expanded Perlite: Preparation and Thermal Performance Study”, Materials, 9, 70; doi:10.3390/ma9020070
• OChemOnline, Infrared spectroscopy absorption table http://www.ochemonline.com/Infrared_spectroscopy_absorption_table, ziyaret tarihi: 20 Haziran 2019.
• Oda, T., Yamanaka, K., Kawakami, M., 2014, “Evaluation of the energy-saving performance of heatresistant paint”, Science Journal of Energy Engineering, 2(5), ss. 53-57, doi: 10.11648/j.sjee.20140205.11
• Peng K., Yang, H., 2013, “Preparation of Aerogel-Modified Expanded Perlite and Its Application in Heat Insulation Coating”, Advanced Materials Research, 668, ss. 360-364, doi:10.4028/www.scientific.net/AMR.668.360
• Pocket, J., Heat Reflectıng Paınts And A Revıew Of Theır Advertısıng Materıal, https://www.researchgate.net/publication/267640159, ziyaret tarihi: 20 Haziran 2019.
• Saçak, M., 2005, Polimer Teknolojisi, Gazi Kitabevi, Ankara Sarıcı Özdemir, C. 2008, High surface area activated carbon from various polymeric based wastes, characterization and application areas, Doktora Tezi, İnönü Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Malatya.
• Synnefa, A., Santamouris, M., Akbari, H., 2007, “Estimating the effect of using cool coatings on energy loads and thermal comfort in residential buildings in various climatic conditions”, Energy and Buildings, 39, ss.1167–1174, doi:10.1016/j.enbuild.2007.01.004
• Thill, A., 2016, “Characterisation of Imogolite by Microscopic and Spectroscopic Methods”, Developments in Clay Science, 7, ss. 223-253, https://doi.org/10.1016/B978-0-08-100293-3.00010-8
• Tiryaki, B., 2013, Production of cellulose, hemicellulose and lignin activated carbon, Yüksek Lisans Tezi, Ankara Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara.
• Tozam, İ., Karaca, Ü.B., “Kentsel Isı Adası Etkisi ve Serin Çatılar”, T.C. İstanbul Kültür Üniversitesi, İstanbul, 9. Ulusal Çatı & Cephe Konferansı, 12 - 13 Nisan 2018 www.n11.com, ziyaret tarihi: 31 Mayıs 2019.
• Zhang, H., Wang, F., Liang, J., Tang, Q., Chen, Y., 2017, “Design of Thermal Insulation Energy-Saving Coatings for Exterior Wall”, Chemical Engineering Transactions, 61, ss. 1207-1212 DOI:10.3303/CET1761199