Türkiye'de tüm illerde optimum duvar ve yalıtım malzemelerinin belirlenmesi
Determination of optimum wall and insulation materials in all provinces in Turkey
Yazar: BURAK KARADEMİR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜLENT İMAMOĞLU
İstanbul Gedik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Savunma Teknolojileri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; Savunma ve Savunma Teknolojileri = Defense and Defense Technologies
Dizin: Isı yalıtımı = Heat insulation

Özet:
Enerjinin verimli kullanılması günümüzün en önemli sorunlarından biridir. Dünyada kullanılan enerji kaynaklarının azalmasıyla verimli çalışan sistemler üzerinde araştırmalar artmıştır. Yaşamımızda her alanda kullandığımız konut, ofis, hastane vb. alanların tamamında ısıtma ve soğutma için kullanılan enerji ülkenin harcadığı enerjinin büyük bir bölümünü oluşturmaktadır. Binalarımızda kullandığımız duvar malzemeleri ve ısı yalıtım malzemeleri binalarda harcanan enerjiyi büyük ölçüde azaltmaktadır. Doğru malzeme seçimiyle hem inşaat esnasında hem de işletme maliyetleri açısından ekonomiye büyük kazanç sağlamaktadır. Ülkemizde kışın ısıtma amacıyla çoğunlukla doğalgaz kullanılmaktadır. Harcanan doğalgaz yurtdışından temin edildiği için ülke ekonomisindeki temel harcamalardan biridir. Bu nedenle çalışmamda ısı kaynağı olarak doğalgaz seçilmiştir. Çalışmamın güncel verileri yakalaması için ısıtma derece-gün değerleri olarak 2008-2022 yılları arasında 15 yıllık ortalama derece- gün değerleri kullanılmıştır. Bu tezin ortaya çıkmasındaki temel amaçlardan biri ülkemizde 81 ilin tamamında yaşayan kişilerin bu tezden faydalanarak optimum malzeme seçimiyle hem kendi ekonomilerine hem ülke ekonomisine katkıda bulunmaktır.
Çalışmamda, Türkiye'de 81 il için hesaplamalar yapılarak optimum duvar ve yalıtım malzemelerinin belirlenmesine yönelik bir çalışma yapılmıştır. İlk olarak meteoroloji verilerinden faydalanarak 2008-2022 tarihleri arasında 15 yıllık ortalama ısıtma derece-gün (DG) değeri hesaplanmıştır. Yapılarda en çok kullanılan tuğla, bims, gazbeton malzemelerinin üzerine yalıtım malzemesi olarak ekspande polistiren köpük (EPS), ekstrüde polistiren köpük (XPS) ve taş yünü farklı varyasyonlarda kullanılarak duvar ısıl geçirgenlik değerleri (U) ve ısı kayıpları hesaplanmıştır. Yakıt olarak doğalgaz seçilmiş, faiz ve enflasyon oranları dikkate alınıp ömür maliyet analizi yapılarak bugünkü değerleri bulunmuştur. Ardından yıllık ısıtma giderleri üzerine farklı duvar ve yalıtım malzemelerinin maaliyetleri de eklenerek ısınma için gerekli toplam maliyet bulunmuştur. Farklı duvar malzemeleri ve yalıtım kalınlıkları için maliyet eğrileri oluşturularak maliyetin en düşük olduğu optimum nokta belirlenmiştir. Hesaplamalar farklı duvar ve yalıtım malzemeleri kullanılarak 81 il için hesaplanmıştır.
81 ili değerlendirdiğimizde optimum ısı yalıtım malzemelerinde EPS'nin optimum ısı yalıtım malzemesi olduğu görülmüştür. EPS'nin birim fiyatının taş yününe göre yaklaşık %20, XPS'e göre yaklaşık %80 daha ucuz bir malzeme olmasının bu hesaplamalarda etkisinin büyük olduğu tespit edilmiştir. 81 ilin tamamında duvar dolgu malzemelerine bakıldığında ise optimum noktada bims karşımıza çıkmaktadır. Bimsin birim fiyatının tuğlaya göre %35, gazbetona göre ise %120 daha ucuz olması bimsin optimum noktada yer almasını sağladığı görülmüştür.

Abstract:
Efficient use of energy is one of the most important problems of today. With the decrease in energy resources used in the world, researches on efficient systems have increased. Housing, office, hospital, etc. that we use in every area of our life. The energy used for heating and cooling in all areas constitutes a large part of the energy consumed by the country. The wall materials and heat insulation materials we use in our buildings greatly reduce the energy consumed in the buildings. With the right material selection, it provides a great benefit to the economy both during construction and in terms of operating costs. In our country, mostly natural gas is used for heating in winter. Since the spent natural gas is supplied from abroad, it is one of the main expenditures in the country's economy. For this reason, natural gas was chosen as the heat source in my study. In order for my study to capture current data, 15-year average degree-day values between 2008 and 2022 were used as heating degree-day values. One of the main purposes in the emergence of this thesis is to contribute to both their own economy and the country's economy by making use of this thesis by the people living in all 81 provinces in our country.
In my study, a study was conducted to determine the optimum wall and insulation materials by making calculations for 81 provinces in Turkey. Firstly, 15-year average heating degree-day (DG) value between 2008-2022 was calculated by using meteorological data. Wall thermal permeability values (U) and heat losses were calculated by using expanded polystyrene foam (EPS), extruded polystyrene foam (XPS) and rock wool as insulation materials on the most commonly used brick, pumice and gas concrete materials in buildings. Natural gas was chosen as the fuel, and its current values were found by taking into account the interest and inflation rates and making a life-cycle analysis. Then, the costs of different wall and insulation materials were added to the annual heating expenses and the total cost for heating was found. Cost curves were created for different wall materials and insulation thicknesses, and the optimum point with the lowest cost was determined. Calculations were calculated for 81 provinces using different wall and insulation materials.
When we evaluated 81 provinces, it was seen that EPS is the optimum thermal insulation material among the optimum thermal insulation materials. It has been determined that the unit price of EPS is 20% cheaper than rock wool and 80% cheaper than XPS, which has a great effect on these calculations. When we look at the wall filling materials in all 81 provinces, pumice is seen at the optimum point. It has been seen that the unit price of pumice is 35% cheaper than brick and 120% cheaper than aerated concrete, which ensures that pumice is at the optimum point.