Bina duvarlarında güneş radyasyonu dikkate alınarak optimum yalıtım kalınlığının belirlenmesi: Erzincan ili örneği
The determining of optimum insulation thickness on building walls by considering solar radiation: Case study of Erzincan province
Yazar: MERVE KÖSE
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ASLIHAN KURNUÇ SEYHAN
Erzincan Binali Yıldırım Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Enerji Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Enerji = Energy ; Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Derece-gün yöntemi = Degree-day method ; Güneş radyasyonu = Solar radiation ; Isı enerjisi = Heat energy ; Isı yalıtımı = Heat insulation ; Isı ışınımı = Heat radiation ; Yalıtım = Insulation

Özet:
Bu çalışmada, Derece-Gün yöntemi ile güneş ışınımının etkisi dikkate alınarak dış duvarlara uygulanacak ısı yalıtım kalınlığının yönlere göre değişimi hesaplanmıştır. Hesaplamalarda TS 825 standartlarına göre 4. İklim bölgesinde yer alan Erzincan ili için 2008-2018 yılları arasındaki 10 yıllık günlük güneşlenme verileri kullanılmıştır. Güneşlenme verileri kullanılarak tüm ana yönlerde (Doğu-Batı-Kuzey-Güney) her ay için güneş hava sıcaklığı hesaplanmıştır. Derece-Gün yöntemi kullanılarak 2 yapı malzemesi (bims ve tuğla), 4 yakıt (fueloil, LPG, doğal gaz ve kömür) ve 3 yalıtım malzemesi (XPS, EPS ve taş yünü) için dört ana yönde optimum yalıtım kalınlıkları ve geri ödeme süreleri hesaplanmıştır. Sonuçlar değerlendirildiğinde kullanım şartları ve geri ödeme süresine göre tuğla, XPS ve doğal gaz sırasıyla en uygun yapı bileşeni, yalıtım malzemesi ve yakıt türü olarak belirlenmiştir. Optimum yalıtım kalınlığı belirlenen en uygun yapı bileşeni, 24ºC referans sıcaklığı ve güneş radyasyonunun dikkate alınmadığı durum için 6,6 cm olarak hesaplanmıştır. Güneş radyasyonu dikkate alındığında ise güney ve batı yönünde 3,9 cm, doğu yönünde 4,1 cm ve kuzey yönünde 5,7 cm olarak hesaplanmıştır.

Abstract:
In this study, the change of the thermal insulation thickness to be applied to the outer walls according to the directions was calculated by taking into account the effect of solar radiation with the Degree-Day method. In the calculations, 10 years of daily insolation data between 2008-2018 for the province of Erzincan, which is in the 4th climate zone according to TS 825 standards, was used. Solar air temperature was estimated for each month in all main directions (East-West-North-South) by using insolation data. Optimum insulation thicknesses and payback periods were calculated using the degree-day method for 2 building materials (pumice and brick), 4 fuels (fueloil, LPG, natural gas and coal) and 3 insulation materials (XPS, EPS and rock wool) in four directions. When the results were evaluated, brick, XPS and natural gas are determined as the most suitable building component, insulation material and fuel type according to the usage conditions and payback period, respectively. The optimum insulation thickness was calculated as 6.6 cm for the most suitable building component, at the reference temperature of 24ºC and ignoring solar radiation case. Considering the solar radiation, it was calculated as 3.9 cm in the south and west direction, 4.1 cm in the east direction and 5.7 cm in the north direction.