Türkiye'nin soğuk iklim bölgeleri için optimum yalıtım kalınlığı ve çevresel etki analizi
Optimum insulation thickness and environmental impact analysis for cold climate regions of Turkey
Yazar: SEFA KİZİRGİL
Danışman: DOÇ. DR. AYÇA GÜLTEN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Isı yalıtımı = Heat insulation

Özet:
Enerji kaynaklarının tükenmesiyle enerji verimliliği, başta gelişmiş ülkeler olmak üzere tüm ülkelerde önem kazanan bir konu haline gelmiştir. Minimum enerji tüketmek tüm dünyada temel amaç haline gelmiş ve enerjiyi etkin kullanma yöntemleri geliştirilmiştir. İnşaat sektörü, enerjinin 1/3'ünü tüketmesi ve büyük tasarruf potansiyeline sahip olmasından dolayı enerji verimliliğinde öncelikli olarak ele alınması gereken konulardan biri olmuştur. Binalarda tüketilen enerjinin büyük bir kısmı yapıların ısıtılması ve soğutulmasında kullanılmaktadır. Binaların ısıtılmasında doğal gaz, kömür gibi yenilemeyen enerji kaynakları kullanılarak temel ihtiyaçlar giderilmekte ve bu sırada doğaya zarar verilmektedir. Daha az yakıt kullanılarak çevre kirliliğinin önlenmesi ve kaynakların sınırlı olduğu dünyamızda daha az enerji tüketilmesi binalara uygulanan yalıtım sistemleri ile mümkün olabilmektedir. Yalıtım uygulamaları ile yapı elemanlarındaki ısı kayıpları azaltılarak yapının tükettiği enerji miktarı azaltılmaktadır. Yalıtım kalınlığının optimum değerde uygulanmasıyla toplam maliyet, yakıt tüketimi ve çevre kirliliği büyük oranda azalmakta, enerji tasarrufu büyük oranda artmaktadır.
Bu çalışmada; ülkemizin soğuk iklim bölgelerinde bulunan illerde ısı kayıplarını en aza indirebilmek için binalarda kullanılacak yalıtım malzemesinin ve kalınlığının optimize edilmesini sağlamak ve bu uygulamaların çevresel etkilerinin değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Bu amaçlar doğrultusunda bu çalışmada, ömür maliyet analizi yöntemi kullanılarak, Türkiye'nin soğuk iklim bölgelerinde bulunan 15 il için dıştan ve içten yalıtımlı üç farklı duvar malzemesinin (gazbeton, tuğla, betonarme) kullanıldığı duvar modellerinin iki farklı yakıt türü (doğal gaz, kömür) ve dört farklı yalıtım malzemesi (XPS, EPS, cam yünü, taş yünü) için optimum yalıtım kalınlıkları, enerji tasarrufları, geri ödeme süreleri ve CO2 emisyonları hesaplanmıştır. Optimum yalıtım kalınlıkları taş yünü için 4.5- 14.6 m, cam yünü için 7.2- 19.7 m, EPS için 7.6- 19.9 m, XPS için 3.9- 12 m arasında değişmektedir. Bulunan optimum yalıtım kalınlıklarına yoğuşma kontrolü yapılmış ve dıştan yalıtım uygulamalarındaki yoğuşmanın yapıya zarar vermediği, içten yalıtım uygulamalarındaki yoğuşmanın yapıya zarar verdiği sonucuna ulaşılmıştır. Optimum yalıtım koşullarının uygulanmasıyla sağlanan toplam enerji tasarrufu miktarlarının 101.672 $/m2- 1795.356 $/m2 arasında değiştiği tespit edilmiştir. Toplam CO2 emisyon miktarı optimum yalıtım uygulandığında 122.005 kg/m2- 275.656 kg/m2,, yalıtım uygulanmadığında ise 470.783 kg/m2- 2909.759 kg/m2 arasında değişmiştir. Optimum yalıtım uygulanmasıyla CO2 emisyonunda %75 oranında azalma olmuştur. Her il için ideal sonuçlar, dıştan yalıtımlı gazbeton duvar modelinde doğal gaz yakıtının ve EPS yalıtım malzemesinin kullanıldığı durumda elde edilmiştir.

Abstract:
With the consumption of energy resources, energy efficiency has become an important issue in all countries. Consumption of minimum energy has become the main goal all over the world and energy efficient methods have been developed. The construction sector has been one of the issues that must be addressed primarily in energy efficiency, as it consumes 1/3 of the energy and has great savings potential. Most of the energy consumed in buildings is used for heating and cooling of buildings. In heating the buildings, basic needs are met by using non-renewable energy sources such as natural gas and coal, while damaging the nature. It is possible to prevent environmental pollution by using less fuel and to consume less energy in our world where the resources are limited. With the insulation applications, the heat losses in the building elements are reduced and the amount of energy consumed by the building is reduced. By applying the insulation thickness at optimum value, total cost, fuel consumption and environmental pollution are greatly reduced and energy saving is greatly increased.
The purpose of this study; To minimize heat losses in the provinces in the cold climate regions of our country, to ensure the optimization of the insulation material and thickness to be used in the buildings and to evaluate the environmental effects of these applications. In this study in accordance with these purposes, using LCC method Turkey Located in cold climatic regions 15 provinces for externally and internally insulated three different wall material (aerated concrete, bricks, concrete) two different types of fuel of which wall model used (natural gas, coal) and four different insulation materials (XPS, EPS, glass wool, rock wool) calculated for were optimum insulation thicknesses, energy savings, payback times and CO2 emissions. It has been observed that the optimum insulation thicknesses vary between 4.5- 14.6 m for rock wool, 7.2- 19.7 m for glass wool, 7.6- 19.9 m for EPS, 3.9- 12 for XPS. Condensation control was carried out on the optimum insulation thicknesses and it was concluded that the condensation in external applications did not damage the structure and the condensation in internal applications damage the structure. It was determined that the total amount of energy savings achieved by the application of optimum insulation conditions ranged from 101.672 $/m2 to 1795.356 $/m2. It has been observed that the total CO2 emission amount varies between 122.005 kg/m2- 275.656 kg/m2 when optimum insulation is applied and 470.783 kg/m2- 2909.759 kg/m2 without insulation. With the application of optimum insulation, there has been a %75 reduction in CO2 emission. The best result for each province is obtained when natural gas fuel and EPS insulation material are used in the externally insulated aerated concrete wall model.