Yakın kızılötesi (NIR) yansıtıcı pigmentlerle binalarda ısı absorpsiyonunun azaltılması
Reducing heat absorption in buildings with near-ir (NIR)reflecting pigments
Yazar: PINAR AYGENER
Danışman: PROF. DR. BÜLENT AKAY
Ankara Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering
Dizin: Boya testleri = Paint tests ; Boyalar = Dyes ; Isı transferi =   ; Karbon ayak izi = Carbon footprint ; Karbon siyahı = Carbon black ; Pigmentler = Pigments ; Termal performans = Thermal performance

Özet:
Pigmentler; suda çözünmeyen, dağıldıkları faza renk, opaklık, mekanik sertlik ve takviye 
vermeleriyle bilinen inorganik veya organik maddelerdir. Boya ise solvent ve az miktarda 
katkı maddesiyle birlikte bağlayıcıda pigmentlerin ince bir dağılımıdır. Bu nedenle boya 
ve/veya kaplamanın özellikleri; bağlayıcı, pigment ve ayrıca katkı maddelerinin 
özellikleriyle ilişkilidir. Pigmentler ayrıca, kızılötesi radyasyonun yansıması gibi 
kaplamalara belirli özel özellikler kazandırır. Herhangi bir nesneye düşen ışık veya 
elektromanyetik radyasyon yansıtılabilir, emilebilir veya iletilebilir. Pigmentler 
sayesinde boyada oluşan renklerin yansıtıcılığı ve emiciliği açıklık (lightless, L) değeri 
ve toplam güneş ısısı yansıtıcılığı (TSR) değeri ile sayısal olarak belirlenebilir. Bu 
çalışmada güneş ısısının yansıtılmasının yalnızca beyaz renk ile mümkün olmadığı 
kanıtlanmak istenmiştir. Bu tez çalışmasında; boyaya farklı oranlarda ilave edilerek 
oluşturulan renklerin (turuncu, yeşil, sarı, mavi ve siyah) ve farklı oranlarda bağlayıcı 
ilavesiyle oluşturulan boyaların yakın kızılötesi (NIR) yansıtıcılıklarıyla ilgili çalışmalar 
yapılmıştır. Dış cephe testlerinde bu çalışmalara ek olarak 3 ay, 6 ay ve 12 ay sonunda 
renklerde ve boyada oluşan bozunmalar incelenmiştir. Bu tez kapsamında; %20, %30 ve 
%40 pigment-hacim derişiminde (PVC) olan üç farklı çalışma sonucuna göre; %20 PVC 
bu çalışma için 7 ℃ sıcaklık farkıyla birlikte siyah renkte güneş ısısını en fazla yansıtan 
formülasyon olmuştur. Ara renklerde (turuncu, mavi, sarı, yeşil) NIR yansıtıcı 
pigmentleri kullanmak güneş ısısını yansıtma derecesini büyük oranda etkilemediğinden, 
bu renklerde maliyeti arttırmamak adına standart inorganik pigmentlerin tercih edilmesi 
önerilir. Tüm çalışmalar süresince %0,5 biyosit oran sınırı aşılmamıştır.

Abstract:
Pigments; They are inorganic or organic substances that are insoluble in water and are 
known to provide color, opacity, mechanical hardness and reinforcement to the phase in 
which they are dispersed. Paint, on the other hand, is a fine dispersion of pigments in a 
binder along with a solvent and a small amount of additives. Therefore, the properties of 
the paint and/or coating; It is related to the properties of the binder, pigment and also 
additives. Pigments also give coatings certain special properties, such as the reflection of 
infrared radiation. Light or electromagnetic radiation falling on any object can be 
reflected, absorbed or transmitted. The reflectivity and absorbency of the colors formed 
in the paint thanks to pigments can be determined numerically by the lightness (L) value 
and the total solar heat reflectivity (TSR) value. In this study, it was aimed to prove that 
the absorption of solar heat is not possible only with the color white. Studies have been 
conducted on the near infrared (NIR) reflectivity of colors (orange, green, yellow, blue 
and black) created by adding different amounts to the paint and paints created by adding 
different amounts of binders. In addition to these studies, exterior facade tests examined 
the deterioration of colors and paint at the end of 3 months, 6 months and 12 months. 
Within the scope of this thesis; According to the results of three different studies with 
20%, 30% and 40% pigment-volume concentration (PVC); For this study, 20% PVC was 
the formulation that reflected the most solar heat in black color with a temperature 
difference of 7 ℃. Since using NIR reflective pigments in intermediate colors (orange, 
blue, yellow, green) does not greatly affect the degree of reflection of solar heat, it is 
recommended to choose standard inorganic pigments in order not to increase the cost in 
these colors. The 0.5% biocide rate limit was not exceeded throughout all studies