Afet konutlarında faz değiştiren malzeme kullanımının ısıl performansa etkisinin deneysel incelenmesi
Experimental investigation of the effect of phase change materials use on thermal performance in prefabricated temporary houses
Yazar: FATİH SELİM BAYRAKTAR
Danışman: PROF. DR. RAMAZAN KÖSE
Kütahya Dumlupınar Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Enerji = Energy

Özet:
Türkiye, pek çok afet türünün sıklıkla gerçekleştiği bir ülkedir. Deprem, sel, heyelan ve çığ gibi doğa kaynaklı afetlerin yanı sıra insan kaynaklı krizler de ülkemizde meydana gelmektedir. Afetlerin ardından ortaya çıkan en önemli sorunlardan biri de afetzedelerin barınma ihtiyacının karşılanmasıdır. Kalıcı konutlar yapılana kadar afetzedeler çadır ve konteynerlerde konaklamaktadır. Çalışmamızda afet konutu olarak tanımladığımız bu konteynerlerin ısıl kütle özellikleri düşük olduğu için aşırı iklim koşullarında iç ortam ısıl konfor şartlarını sağlamakta yetersiz kalmaktadır. Aşırı yüksek veya aşırı düşük sıcaklık durumunda afet konutunda ikamet eden sakinler fiziksel ve psikolojik açıdan sorunlarla karşı karşıya kalmaktadır. Bu sıkıntılı durumun afetzedeler üstündeki olumsuz etkilerini azaltmak için çalışmamızda faz değiştiren malzemelerin ısı depolama özelliğini kullanarak ısıl konforun sağlanması amaçlanmıştır. Ayrıca çalışmamızda elektrik tüketiminde tasarruf sağlanması hedeflenmiştir. Afet sonrasında elektrik iletim ve dağıtım sistemleri de zarar görebildiği için özellikle afetin ilk günlerinde enerjiye ulaşmak oldukça zor olmaktadır. Elektrik tüketiminde öncelik arama-kurtarma çalışmalarında olduğu için afetzede konutları her zaman ihtiyaç duyduğu miktara ulaşamamaktadır. Çalışmamızda ihtiyaç duyulan enerji miktarında tasarruf sağlanması ile elektrik talebinde düşüş sağlanması da amaçlanmıştır. Deneysel çalışmamızın sonuçlarına göre %16,6'lık elektrik tasarrufu sağlandığı, bunun sonucunda CO2 emisyonunda düşüş sağlandığı, ısıl konfor şartlarının arttığı ve sistemin geri ödeme süresinin 8,35 yıl olduğu hesaplanmıştır.

Abstract:
Türkiye is a country frequently affected by various types of disasters. In addition to natural disasters such as earthquakes, floods, landslides, and avalanches, human-induced crises also occur in our country. One of the most significant issues arising after disasters is meeting the housing needs of the victims. Until permanent housing is constructed, disaster victims are accommodated in tents and containers. In our study, the thermal mass properties of these containers, which we define as disaster housing, are low, rendering them inadequate in providing thermal comfort conditions in extreme climatic conditions. During periods of extremely high or low temperatures, residents of disaster housing face physical and psychological problems. To mitigate the adverse effects of this challenging situation on disaster victims, our study aims to achieve thermal comfort by utilizing the heat storage properties of phase-change materials. Furthermore, our study aims to achieve energy savings in electricity consumption. Since electrical transmission and distribution systems can also be damaged following a disaster, access to energy becomes particularly difficult in the initial days after the disaster. As priority in electricity consumption is given to search and rescue operations, disaster housing often does not receive the required amount of energy. Our study also aims to reduce electricity demand by achieving savings in the required energy amount. According to the results of our experimental study, a 16.6% electricity saving was achieved, resulting in a reduction in CO2 emissions, an improvement in thermal comfort conditions, and a payback period of the system calculated to be 8.35 years.