Kızılötesi (IR) ışınları yansıtma özelliğine sahip seramik kaplamaların geliştirilmesi
Development of infrared reflecting ceramic coatings
Yazar: ÜMİT ENGİN ANIL
Danışman: PROF. DR. FERHAT KARA
Eskişehir Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Isı adası = Heat island ; Kızılötesi = Infrared ; Seramik kaplama = Ceramic coating

Özet:
Şehirlerde artan nüfus ve buna bağlı olarak artan yapılaşma sonucunda ortalama sıcaklık değerlerinin kırsal alanlara göre daha yüksek hale gelmesi Kentsel Isı Adası (UHI) etkisi ile açıklanmaktadır. Bu etkiyi azaltmak için binaların çatıları ve cepheleri ile kaldırım gibi alanlarda yüksek güneş yansıması değerine sahip serin malzemelerin kullanımı araştırılmaktadır. Bu tez çalışmasında, mimari projelerde dış cephe kaplama elemanı olarak tercih edilen koyu renkli (siyah, kahve, gri, kızıl gibi) seramik yüzeylerin toplam güneş (TSR) ve yakın kızıl ötesi (NIR) yansıması ile buna bağlı olarak güneş yansıma indeksinin (SRI) de artırılması ile yüzey sıcaklığında azalmaya sebep olacak bir uygulama tasarımları geliştirilmiştir. İki farklı model ile hazırlanan numunelerin yansıma performansı ile ısıl salınımı (thermal emissivity) ölçülmüş ve SRI değerleri hesaplanmış, bir duvar kesiti simulasyon programı ile numunelerin yüzey sıcaklıkları modellenerek gerçek ortam koşullarında ölçülen sıcaklıklar ile karşılaştırması yapılmıştır. Sonuç olarak geliştirilen yüzeylerin yansıma performansı incelendiğinde standart renklere göre TSR, NIR ve SRI değerleri sırasıyla kahve renk için %92, %116 , %179, siyah renk için %55, %58, %117 ve koyu gri renk için  %37, %40, %51 oranında iyileştirilmiştir. Gerçek ortam şartlarında yapılan ölçümler sonucunda yüzey sıcaklıklarında standart renklere göre kahve yüzey için 3 °C, siyah yüzey için 2,4 °C ve koyu gri renkli yüzey için 3 °C'lik azalma elde edilmiştir. Simulasyon çalışması ile bina cephesinde NIR yansıtan yüzeyler kullanıldığında ısı akışında 2 BTU ve bina içi sıcaklığında 0,7 ile 1 °C'lik bir azalma görüleceği modellenmiştir.

Abstract:
The urban heat island (UHI) effect explains the fact that the average temperature values are higher than the rural areas as a result of the increasing population in the cities and the increase in the construction accordingly. In order to reduce this effect, the use of cool materials with high solar reflection value in areas such as roofs and facades of buildings and pavements is being investigated. In this thesis, the total solar (TSR) and near-infrared (NIR) reflection and accordingly the solar reflection index (SRI) of dark colored (black, brown, gray, red) ceramic surfaces, which are preferred as facade cladding elements in architectural projects, were investigated. An application design was developed that will cause a decrease in the temperature of the ceramic surfaces. The reflection performance and thermal emissivity of the samples prepared with two different models were measured and the SRI values were calculated, and the surface temperatures of the samples were modeled with a wall section simulation program and compared with the temperatures measured in real ambient conditions. As a result, when the reflectance performance of the developed surfaces were examined, TSR, NIR and SRI values for standard colors were improved by 92%, 116%, 179% for brown color, 55%, 58%, 117% for black color and 37%, 40%, 51% for dark gray color, respectively. With the simulation study, it is modeled that when NIR reflecting surfaces are used on the facade of the building, a decrease of 2 BTUs in heat flow and a decrease of 0.7 to 1 °C in indoor temperature will be observed.