Bina Duvarlarının Termofiziksel Özellikleri Arasındaki İlişkileri ile Bu Özelliklerin Dinamik Isıl Karakterlerine Etkilerinin Araştırılması

Yıl 2018, Cilt: 22 Sayı: 2, 872 - 880, 15.08.2018

Hasan Oktay , Murtaza Yıldırım , Recep Yumrutaş

https://doi.org/10.19113/sdufbed.07639

Cited By: 1

Öz

Binaların ısıtılması ve soğutulması için tüketilen enerjinin artmasıyla birlikte ısıl performansı yüksek olan inşaat malzemelerinin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Bu malzemelerin ısıl performansı ise doğrudan termofiziksel özelliklere bağlı olarak değişmektedir. Her ne kadar literatürde her bir termofiziksel özelliğin dinamik ısıl karakterleri olan; faz kayması (TL) ve sönüm oranına (DF) etkisi incelense de, bu özelliklerin birbiri arasındaki ilişkiler göz ardı edilmiştir. Bu çalışmada ise; her bir termofiziksel özelliğin arasındaki ilişki deneysel yöntemler ile elde edilerek, bu özelliklerin DF ve TL üzerindeki etkileri gerçekçi olarak incelenmiştir. Bu yüzden farklı bileşimli 102 beton duvar numunesi üretilerek, termofiziksel özellikleri ASTM ve EN standartlarına göre ölçülmüş ve aralarındaki ilişkiler denklemlerle tanımlanmıştır. Termofiziksel özelliklerin yapıların ısıl karakterlere olan etkisini incelemek amacıyla, analitik çözüm kullanılarak MATLAB tabanlı bir bilgisayar program hazırlanmış ve elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Sonuç olarak, bu yapılan çalışma sayesinde herhangi bir termofiziksel özelliği belli olan bir bina duvar veya tavan malzemelerinin TL ve DF değerleri kolaylıkla bulunabilmektedir.

Anahtar Kelimeler

Bina duvarları, Beton; Termofiziksel özellikler; Zaman gecikmesi; Sönüm oranı; CFFT

Kaynakça

• [1] Dağsöz, A. K., Işıkel, K., Bayraktar, K. G. 1999. Yapılarda sıcak etkisinin getirdiği problemlerin ısı yalıtımı ile çözümü ve enerji tasarrufu, IV. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi ve Sergisi, 329-339.
• [2] ASHRAE, 1993. Handbook-fundamentals, Atlanta, ASHRAE.
• [3] McQuiston, F. C., Parker, J. D. 1994. Heating, ventilating, and air conditioning, 4th ed, New York, Wiley.
• [4] McQuistion, F. C., Spitler, J. D.. 1992. Cooling and heating load calculation manual, Second Edition, ASHRAE.
• [5] [5] Threlkeld, J. L. 1998. Thermal Environmental Engineering. Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.
• [6] Sun, C., Shu, S., Ding, G., Zhang, X., Hu X. 2013. Investigation of time lags and decrement factors for different building outside temperatures. Energy and Buildings, 61(2013), 1–7.
• [7] Moosavi, L., Mahyuddin, N., Ghafar, N. A., Ismail, M.A. 2014. Thermal performance of atria: An overview of natural ventilation effective designs. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 34(2014), 654–670.
• [8] Khan, M. I. 2002. Factors affecting the thermal properties of concrete and applicability of its prediction models. Building and Environment, 37(2002), 607–614.
• [9] Dilmaç, Ş., Eğrican, N. 1994. Binalarda ısı konforu amaçlı enerji tüketimi üzerine malzeme seçiminin etkisi, Energy with All Aspects in 21st. Century Symposium, Bildiri Kitapçığı, İstanbul, 674-682.
• [10] Eğrican, N., Onbaşıoğlu, H. 1993. Sinüzoidal dış etkiye maruz homojen bir duvarın ısıl analizi. Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 16(1993), 13-22.
• [11] Asan, H., Sancaktar, Y. S. 1998. Effects of Wall’s thermophysical properties on the time lag and decrement factor. Energy and Buildings, 28(1998), 159-166.
• [12] Asan H., Effect of Wall’s insulation thickness and position on time lag and decrement factor. Energy and Buildings, 28(1998), 299-305.
• [13] Ülgen, K. 2002. Experimental and theoretical investigation of effects of wall’s thermophysical properties on time lag and decrement factor. Energy and Buildings, 34(2002), 273-278.
• [14] Zhang, Y., Lin, K., Zhang, Q., Di, H. 2006. Ideal thermophysical properties for free-cooling (or heating) buildings with constant thermalphysical property material. Energy and Buildings 38(2006), 1164–1170.
• [15] Oktay H., Yumrutas, R., Akpolat, A. 2015. Mechanical and thermophysical properties of lightweight aggregate concretes. Construction and Building Materials. 96(2015), 217–25.
• [16] Unal, O., Uygunoglu, T., Yildiz, A. 2007. Investigation of properties of low-strength lightweight concrete for thermal insulation. Building and Environment, 42(2007), 584–590.
• [17] Canakci, H., Demirboga, R., Karakoc, B., Sirin, O. 2007. Thermal conductivity of limestone from Gaziantep (Turkey). Building and Environment, 42(2007), 1777–1782.
• [18] ACI Committee 122, 2002. Guide to Thermal Properties of Concrete and Masonry Systems, Ame Concr Inst, ISBN 9780870310850.
• [19] Yumrutaş, R., Unsal, M., Kanoglu, M. 2005. Periodic solution of transient heat flow through multilayer walls and flat roofs by complex finite Fourier transform technique. Building and Environment, 40(2005), 1117–25.
• [20] Duffie, J. A, Beckman, W. A. 1991. Solar engineering of thermal process, Wiley New York.
• [21] Kontoleon, K. J., Theodosiou, Th. G., Tsikaloudaki, K.G. 2013. The influence of concrete density and conductivity on walls’ thermal inertia parameters under a variety of masonry and insulation placements. Applied Energy, 112(2013), 325–337.
• [22] Asan, H. 2006. Numerical computation of time lags and decrement factors for different building materials. Building and Environment, 41(2006), 615–620.
• [23] Jin, X., Zhang, X., Cao, Y., Wang, G. 2012. Thermal performance evaluation of the wall using heat flux time lag and decrement factor. Energy and Buildings, 47(2012), 369–374.
• [24] Zhang, Y., Dua, K., Hec, J., Yanga, L., Lia, Y., Lia, S. 2014. Impact factors analysis on the thermal performance of hollow block wall. Energy and Buildings, 75(2014), 330–341.
• [25] Gagliano, A., Patania, F., Nocera, F., Signorello, C. 2014. Assessment of the dynamic thermal performance of massive buildings. Energy and Buildings, 72(2014) 361–370.
• [26] Barrios, G., Huelsz, G., Rechtman, R., Rojas, J. 2011. Wall/roof thermal performance differences between air-conditioned and non air-conditioned rooms. Energy and Buildings, 43(2011), 219–223.