Derece-saat yöntemi kullanarak Irak'taki binalarda optimum yalıtım kalınlıklarının belirlenmesi
Determination of optimum insulation thicknesses for buildings in Iraq by using degree-hour method
Yazar: SHADAN KAREEM AMEEN
Danışman: PROF. DR. ALİ BOLATTÜRK
Süleyman Demirel Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Isı yalıtımı = Heat insulation

Özet:
Bu çalışmada, Irak'ın Basra, Bağdat ve Musul illerinde binaların dış duvarlarına uygulanacak optimum yalıtım kalınlıkları ve buna bağlı olarak enerji tasarrufları ve geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Güneş radyasyonu dikkate alınarak ve alınmayarak binanın dış duvarlarına uygulanacak yalıtım kalınlığı hesaplanmıştır. Güneş radyasyonu dikkate alındığında optimum yalıtım kalınlığının yönler ve yutma oranlarına bağlı değişimi incelenmiştir. Hesaplamalar duvarların güneş radyasyonun yutma kabiliyetine göre üç farklı yutma oranı (αs/ho=0.026, 0.039, 0.052 m2oC/W) ve üç farklı yalıtım malzemesi genişletilmiş polistren köpük (EPS), sıkıştırılmış polistren köpük (XPS) ve taşyünü dikkate alınarak yapılmıştır. Meteolorojiden alınan saatlik hava sıcaklığı ve hesaplanan saatlik güneş radyasyonu değerlerinden hareketle binanın farkı yönlere göre (doğu, batı, kuzey, güney ve yatay tavan) ısıtma ve soğutma yükleri elde edilmiştir. Isıtma ve soğutma yükleri hesaplanırken derece-saat yöntemi ve Bin data yöntemi kullanmış olup ısıtma için 16, 18, 20oC, soğutma için ise 20, 23, 27oC denge sıcaklıkları kullanılmıştır. Elde edilen yüklere göre optimum yalıtım kalınlıkları, enerji tasarrufları ve geri ödeme süreleri tespit edilmiştir. Hesaplamalarda faiz, enflasyon ve ömür gibi ekonomik datalar da dikkate alınmıştır. Isıtma yükü için 18oC, soğutma yükü için 27oC denge sıcaklığı ve αs/ho= 0.039 m2oC/W yutma oranı dikkate alınarak yapılan hesaplamalar sonucunda en uygun yalıtım malzemesi olarak EPS tespit edilmiştir.
Elde edilen sonuçlara göre güneş radyasyonu dikkate alındığında yönlere bağlı olarak optimum yalıtım kalınlıkları, enerji tasarrufları ve geri ödeme süreleri Basra ili için sırasıyla 0.048-0.074 m,11.97-34.27 $/m2 ve 1.43-2.35 yıl, Bağdat ili için sırasıyla 0.044-0.064 m,10.13-26.03 $/m2 ve 1.60-2.50 yıl ve Musul illi için ise sırasıyla 0.032-0.056 m,5.43-19.36 $/m2 ve 1.81-3.13 yıl arasında değişmekte olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
This thesis focuses on the optimization of the thermal insulation thickness applied to external walls of buildings for three countries in Iraq (Basra, Baghdad and Mosul). Taking into account the incident of solar radiation on each wall directions (south, west, north, east and horizontal ceiling). Three types of absorption ratio (αs/ho=0.026, 0.039, 0.052 m2oC/W) and three types of insulation materials (expanded polystyrene (EPS), extruded polystyrene (XPS) and rock wool) have been studied. Using hourly temperatures (To) and calculated hourly solar radiation (IT) for each direction, solar-air temperature (Tsa) are found. Heating degree-hour (HDH) and cooling degree-hour (CDH) are calculated for a certain base temperature (for heating 16, 18, 20oC and for cooling 20, 23, 27oC) from Bin tables which create by using statistical program (histogram). Proceeding from HDH and CDH optimum insulation thicknesses, energy saving and payback period have been estimated. The life cycle cost analysis, which considers lifetime, discount and intrest rates has been used in the optimization.
Results show that, the most profitable insulation is EPS. When taking the influence of solar radiation on the walls optimum insulation thickness, energy saving and payback period are varies between (for Basrah 0.048-0.074 m,11.97-34.27 $/m2 and 1.43-2.35 years, for Baghdad 0.044-0.064 m,10.13-26.03 $/m2 and 1.60-2.50 year and for Mosul 0.032-0.056 m,5.43-19.36 $/m2 ve 1.81-3.13 year) respectively.