Binalarda ekonomik optimizasyon kullanılarak dış duvar ve pencerelere bağlı yakıt tüketimi ve emisyon hesabı

Çalışmada, Türk standardı TS 825'e göre dört farklı iklim bölgesinde yer alan Aydın, Amasya, Eskişehir veArdahan şehirlerindeki binalar için dış duvarlar ve pencerelere bağlı ekonomik optimizasyon kullanılarakyakıt tüketimi ve emisyon hesapları yapılmıştır. İlk olarak her şehir için farklı duvar malzemeleri kullanılarakoptimum dış duvar kalınlıkları hesaplanmıştır. Daha sonra ekstrüde polistiren (XPS), ekpande polistiren (EPS), cam yünü ve taş yünü yalıtım malzemeleri kullanılarak dış duvarlar için optimum yalıtım kalınlıklarıbulunmuştur. Son olarak dört farklı şehir için optimum cam sayısı tespit edilmiştir. Hesaplamalar ömürmaliyet analizi ve derecede-gün metodu kullanılarak yapılmıştır. Ek olarak bulunan bu optimum değerleriçin yanma denklemleri kullanılarak emisyon miktarları hesaplanmıştır. Yakıt olarak doğal gaz, kömür vefuel-oil kullanılmıştır. Sonuçta tüm şehirler için optimum duvar malzemesi kalınlığı, en yüksek delikli tuğla ve en düşük gaz beton malzemede hesaplanmıştır. Optimum yalıtım kalınlığı ise en yüksek cam yünü ve endüşük ekstrüde polistiren yalıtım malzemesi için elde edilmiştir. Yakıt türüne bağlı olarak, sıcak iklimbölgesindeki Aydın için optimum cam sayısı 2-3, soğuk iklimdeki Ardahan için ise optimum cam sayısı 4olarak önerilmiştir

Calculation of fuel consumption and emissions in buildings based on external walls andwindows using economic optimization

In this study, emissions and fuel consumption calculations are made based on external walls and windows by using economic optimization in the buildings of Aydın, Amasya, Eskişehir and Ardahan located in fourdifferent climatic zones according to TS 825. First, the optimal wall thickness of external walls are calculatedusing different wall materials for each city. Then, the optimum thickness for external walls are found usinginsulating materials like extruded polystyrene (XPS), expanded polystyrene (EPS), glass wool and rockwool. Finally, the optimal number of glasses is determined for four different cities. Calculations are performed using life cycle cost analysis and degree-day method. Additionally, emission amounts arecalculated using combustion equation for optimum values obtained. Natural gas, coal and fuel oil are usedas fuel. Consequently, optimum wall material thickness is calculated considering the thickest perforated andthe thinnest aerated concrete for all cities. Optimum insulation thickness is also found for the thickest glasswool and the thinnest extruded polystyrene (XPS), Depending on fuel type, the optimal number of glasses isproposed as 2-3 for Aydın existing in warm climate zone and 4 for Ardahan located in cold climate zone

PDF

___

1. Ulaş A., Binalarda TS 825 hesap yöntemine göre ısı kaybı, yakıt tüketimi, karbondioksit emisyonu hesabı ve maliyet analizi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara, 2010.
2. Bektaş B., Aksoy U.,T., Soğuk iklimlerdeki binalarda pencere sistemlerinin enerji performansı, Fırat Üniv, Fen ve Müh. Bil. Der., 17 (3), 499-508, 2005.
3. Arıcı M., Karabay H., Determination of optimum thickness of double-glazed windows for the climatic regions of Turkey, Energy and Buildings, 42 (10), 1773- 1778, 2010.
4. Kaynaklı Ö., Kılıç M., Yamankaradeniz R., Isıtma ve soğutma süreci için dış duvar optimum yalıtım kalınlığı Kon / Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University 33:1 (2018) 101-113 113 hesabı, TTMD Isıtma, Soğutma, Havalandırma, Klima, Yangın ve Sıhhi Tesisat Dergisi, 65, 39-45, 2010.
5. Şişman, N., Derece gün bölgeleri için bina dış duvarlarında farklı yalıtım malzemesi ve duvar yapı bileşenleri kullanılması halinde ekonomik analiz yöntemi ile en iyi yalıtım kalınlığının tespiti, Yüksek Lisans Tezi, Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir, 2005.
6. Bolattürk A., Determination of optimum insulation thickness for building walls with respect to various fuels and climate zones in Turkey, Applied Thermal Engineering, 26 (11-12) ,1301-1309, 2006.
7. Çomaklı K., Yüksel B., Optimum insulation thickness of external walls for energy saving, Applied Thermal Engineering, 23 (4), 473-479, 2003.
8. Dombaycı Ö., A.,Gölcü M., Pancar Y., Optimization of insulation thickness for external walls using different energy-sources, Applied Energy, 83 (9), 921-928, 2006.
9. Ekici B., B., Gülten, A, A., Aksoy U., T., A study on the optimum insulation thicknesses of various types of external walls with respect to different materials, fuels and climate zones in Turkey, Applied Energy, 92, 211- 217, 2012.
10. Kaynaklı Ö., Mutlu M., Kılıç M., Bina duvarlarına uygulanan ısıl yalıtım kalınlığının enerji maliyeti odaklı optimizasyonu, Tesisat Mühendisliği, 126, 48-54, 2012.
11. Kaynaklı Ö., Yamankaradeniz R., Isıtma süreci ve optimum yalıtım kalınlığı hesabı, VII. Tesisat Mühendisliği Kongresi, İzmir, 187-195, 25-28 Ekim 2007.
12. Kon O., Farklı amaçlarla kullanılan binaların ısıtma ve soğutma yüklerine göre optimum yalıtım kalınlıklarının teorik ve uygulamalı olarak belirlenmesi, Doktora Tezi, Balıkesir Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Balıkesir, 2014.
13. Kon O., Yüksel B., Metal dış cephe kaplamalı bir binada ısıtma ve soğutma yüküne göre dış duvar optimum yalıtım kalınlığının belirlenmesi, (İKSES'14) 2. Ulusal İklimlendirme Soğutma Eğitimi Sempozyumu ve Sergisi, Balıkesir, 544-553, 23-25 Ekim 2014.
14. Kurekçi N., A., Determination of optimum insulation thickness for building walls by using heating and cooling degree-day values of all Turkey's provincial centers, Energy and Buildings, 118, 197-213, 2016.
15. Çay Y., Gürel A., E., Determination of optimum insulation thickness energy savings and environmental impact for different climatic regions of Turkey, Environmental Progress & Sustainable Energy, 32 (2), 365-372, 2013.
16. Çomaklı K., Yüksel B., Environmental impact of thermal insulation thickness in buildings, Applied Thermal Engineering, 24 (5-6), 933-940, 2004.
17. Dombaycı Ö. A., Degree-days maps of Turkey for various base temperatures, Energy, 34 (11), 1807-1812, 2009.
18. Karabay H., Arıcı M., Multiple pane window applications in various climatic regions of Turkey, Energy and Buildings, 45, 67-71, 2012.
19. Uygunoğlu T., Keçebaş A., LCC analysis for energysaving in residential buildings with different types of construction masonry blocks, Energy and Buildings, 43 (9), 2077-2085, 2011.
20. Okka O., Mühendislik Ekonomisi, Nobel Yayınları, 3.Baskı, Ankara, 2000. 21. TS 825, Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, Türk Standardı, Mayıs 2008.
22. Keçebaş A., Determination of optimum insulation thickness in pipe for exergetic life cycle assessment, Energy Conversion and Management, 105, 826-835, 2015.
23. Ertürk M., 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, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 31 (2), 395-406, 2016.