BİNA DIŞ DUVARLARINDA FARKLI YALITIM MALZEMESİ VE HAVA BOŞLUĞU KULLANIMININ, BİRİM ALANDAKİ ENERJİ TASARRUFU VE KİŞİ BAŞI EMİSYON HESAPLAMALARINDA YENİ BİR YAKLAŞIM

Ankara'da bulunan binalar için: yalıtım malzemesiyle birlikte hava boşluğu kullanılarak optimum yalıtım kalınlığı (OYK), toplam maliyet, enerji tasarrufu, geri ödeme süresi (GÖS) hesaplanmıştır. Baca gazı salınım hesaplamaları için ilde bulunan binaların, toplam dış duvar yüzey alanı ve nüfus sayısı dikkate alınarak yıllık kişi başı yakıt tüketimi emisyonu (YTEM) yaklaşımı getirilmiştir. Yapılan analizlerde; yakıt olarak doğal gaz ve kömür kullanılması, bina dış duvarlarında (sandviç duvar) yalıtım malzemesi olarak ekstrude polistren köpük (XPS), taşyünü ve ekspande polistren (EPS) ile birlikte dört farklı kalınlıkta hava boşluğu kullanılmıştır. Yakıt olarak doğalgaz kullanıldığında ve yalıtım malzemesi olan XPS'e 4 mm hava boşluğu ilave edildiğinde OYK 9,2 cm' den 3,4 cm' e düşmekte, GÖS 1.509 yıldan 1.320 yıla düşmekte, toplam maliyet de %28 azalmakta, yıllık kazanç ise %96 artmaktadır. Ayrıca kömür için optimum yalıtım kalınlığı 10,8 cm'den 5,0 cm'ye düştüğü, toplam maliyetin %24 azaldığı, geri ödeme süresinin de 1.426 yıldan 1.292 yıla düştüğü, yıllık kazancın ise m2başına %94 arttığı hesaplanmıştır. 2014 yılı nüfus ve meskene ait elektrik abone sayıları baz alınarak yapılan hesaplamalara göre; doğalgaz kullanıldığında, yalıtımsız binaya göre, 4 cm XPS ve 4 cm hava boşluğu eklenmesi halinde CO2 salınımının %82 azalacağı, belirlenmiştir. Kömür kullanılması durumunda ise CO2 ve SO2 oranlarının % 82 azalacağı tespit edilmiştir.

A NEW APPROACH TO CALCULATE THE ENERGY SAVING PER UNIT AREA AND EMISSION PER PERSON IN EXTERIOR WALL OF BUILDING USING DIFFRENT INSULATION MATERIALS AND AIR GAP

Optimal insulation thickness (OIT), total cost, energy savingsandpayback period (PP) has been calculated by using air gap together with insulation materials in buildings located in Ankara. The analysis of the exhaust emission rate has been carried out by calculating the total outer wall surface area of buildings and populations in the province. In these analysis, natural gas and coal as fuel, extruded polystyrene foam (XPS), mineral wool and expanded polystyrene (EPS) as insulation material were used with four different thicknesses of air gap combinations at exterior walls of building (sandwich walls). Whennatural gas is used as fuel and 4 cm air gap is introduced to XPS as insulating material, optimal insulation thickness (OIT) reduces to 3.4 cm from 9.2 cm, payback period (PP) decrease from 1.509 to 1.320 years. This results in by 28% reduction in the total cost, while annual savings were significantly increased to 96% in m2. When coal is used as fuel with the same insulation material parameters applied above, (OIT) reduces to 5.00 cm from 10.8 cm, payback period (PP) decrease from 1.426 to 1.292 years, which results in by 24% reduction in the total cost with an increase to 94% in m2 for annual savings. According to our calculations based on total population and residential subscribers to electricity in 2014, COemissionrate for natural gas usage are found to be reduced by 82% when 4 cm insulating material with 4 cm air gap is used compared to building without insulation. When coal is used for heating, CO2 and SO2emissions rates are calculated to be reduced by 82%.

PDF

___

1. Al-Homoud, M. S., "Performance characteristics and practical applications of common building thermal insulation materials", Building and Environment, Cilt 40, 353-366, 2005.
2. Bolattürk, A., "Determination of optimum insulation thickness forbuilding walls with respect to various fuels and climate zones in Turkey", Applied Thermal Engineering, Cilt 26 No 11-12, 1301-1309, 2006.
3. Keçebas, A. ve Kayfeci, M., "Effect on optimum insulation thickness, cost and saving of storage desing temperature in cold storage in Turkey", Energy Education Science and Technology, Cilt 25, No 2, 117-127, 2010.
4. Gölcü, M., Dombaycı, A. ve Abalı, S., "Denizli için optimum yalıtım kalınlığının enerji tasarrufuna etkisi ve sonuçları", Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 21, No 4, 639-644, 2006.
5. Öztuna, S. ve Dereli E., "Edirne ilinde optimum duvar yalıtım kalınlığının enerji tasarrufuna etkisi", Trakya Univ J. Sci, Cilt 10, No 2, 139- 147, 2009.
6. Deniz, E., Gürel, A. E., Daşdemir, A. ve Çamur, D., "Fuel consumption and influences of external wall optimum insulation thickness to owning cost of energy", Karabuk Unv, Technology, Cilt 12, No 4, 283-290, 2009.
7. Yildiz, A., Gürlek, G., Erkek, M. ve Özbalta, N., "Economical and environmental analyses of thermal insulation thickness in buildings", Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt 28, No 2, 25-34, 2008.
8. Yu, J., Yang, C., Tian, L., ve Liao, D., "A study on optimum insulation thickness of external walls in hot summer and cold winter zone of China", Applied Energy, Cilt 86,No 4, 2520-2529, 2009.
9. Daouas, N., Hassen, H. ve Aıssıa, H., "Analytical periodic solution for the study of thermal performance and optimum ınsulation thickness of building walls in Tunisia", Applied Thermal Engineering, Cilt 30, No 4, 319-326, 2010.
10. Al-Khawaja, M. J., "Determination and selecting the optimum thickness of insulation for buildings in hot countries by accounting for solar radiation", Applied Thermal Engineering, Cilt 24, No 17-18, 2601-2610, 2004.
11. Çay, Y., "The impact of determination of oprimum insulation thickness on energy saving for different climatic regions of Turkey", Energy Education Science and Technology, Cilt 28, No 10, 83-94, 2011.
12. Balo, F. ve Uçar, A., "Yapıların dış duvarlarında optimum yalıtım kalınlığının üç farklı metotla tespiti", 10. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, 1: 271-285 2011.
13. Aytaç A. ve Aksoy U. T., "Enerji tasarrufu için dış duvarlarda optimum yalıtım kalınlığı ve ısıtma maliyeti ilişkisi", Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, Cilt 21, No 4, 753-758, 2006.
14. Mahlia, T. M. I. ve Iqbal, A., "Cost benefits analysis and emission reductions of optimum thickness and air gaps fors elected insulation materials for building walls in Maldives", Energy, Cilt 35, No 5, 2242-2250, 2010.
15. Gürel, A. E. ve Daşdemir A., "Economical and Enviromental Effects of Thermal Insulation Thicness in Four Different Climatic Regions of Turkey", IJRER, Cilt 1, 1-10, 2011.
16. Kurt, H., "The usage of airgap in the composite wall for energy saving and air pollution", Environmental Progress & Sustainable Energy, Cilt 30, 450-458, 2011.
17. Mıhlayanlar, E., Umaroğulları, F. ve Kartal, S., "Binalarda enerji verimliliği açısından ısı yalıtımının hava kirliliğine etkisi - Edirne örneği" 10. Ulusal Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, 2111-2119, 2011.
18. Mahlia, T. M. I. ve Iqbal, A., "Cost benefits analysis and emission reductions of optimum thickness and air gaps for selected insulation materials for building walls in Maldives", Energy, Cilt 35, 2242-2250, 2010.
19. Deniz, E.,Gürel, A. E., Daşdemir, A. ve Çamur, D., "Fuel consumption and influences of external wall optimum insulation thickness to owning cost of energy", Karabuk University, Technology, Cilt 12, No 4, 283-290, 2009.
20. TS 500 "Betonarme Yapıların Tasarımı ve Yapım Kuralları" TSE, 4 Haziran 2004.
21. Özel M., "Dört Farklı İl İçin Optimum Yalıtım Kalınlıklarının Belirlenmesi ve ÇevreselAnaliz", Makine Teknolojileri Elektronik Dergisi, Cilt 10, 1-17, 2013.
22. Hasan A., "Optimizing Insulation Thickness for Buildings Using Life Cycle Cost" Applied Energy, Cilt 63, 115-124, 1999.
23. Ozkahraman, H. T., Bolatturk, A., "The Use of Tuff Stone Cladding in Buildings for Energy Conservation", Construction and Building Materials, Cilt 20, 435-440, 2005.
24. Yıldız, A., Gürlek, G., Erkek, M. ve Özbalta, N. "Economical and environmental Analyses of thermal insulation thickness in buildings", Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt 28, 25-34, 2008.
25. Al-Sanea S. A., Zedan M. F., Al-Ajlan S. A. ve Abdul Hadi A. S., Heat transfer characteristics and optimum insulation thickness for cavity walls, J. Thermal Envelope and Building Science, Cilt 26, No 3, 285-307, 2003.
26. Hasan A., Optimizing insulation thickness for buildings using life cycle cost, Applied Energy, Cilt 63, 115- 124, 1999.
27. İnternet: Türkiye Cumhuriyeti Merkez Bankası, http://www.tcmb.gov.tr/wps/wcm/connect/tcmb+t r/tcmb+tr/main+menu/para+politikasi/merkez+ba nkasi+faiz+oranlari, 2014
28. İnternet: Türkiye İstatistik Kurumu, https://biruni.tuik.gov.tr/medas/kn=95&locale=tr, 2014.
29. Kadıoğlu, S. ,Tellioğlu Z., "Enerji kaynaklarının kullanımı ve çevreye etkileri", TMMOB Türkiye 1. Enerji Sempozyumu, Ankara, 55-67, 12-14 Kasım 1996.
30. İnternet: Türkiye Elektrik Dağıtım Anonim Şirketi,http://www.tedas.gov.tr/sx.web.docs/tedas /docs/faaliyetrapor/2014_yili_faaliyet_raporu.pdf