|
![]() ![]() |
|
Konu Araçları |
çevremize, etkileri, etkisi, isı, neler, sıcaklığın |
![]() |
İsı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkisi Nedir? İsı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkileri Neler |
![]() |
![]() |
#1 |
Prof. Dr. Sinsi
|
![]() İsı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkisi Nedir? İsı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkileri NelerIsı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkisi Nedir? Isı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkileri Neler Isı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkisi Nedir? Isı Ve Sıcaklığın Çevremize Etkileri Neler ISI YALITIMLI DÜŞÜK ENERJİLİ BİNALAR VE ÇEVRE KİRLİLİĞİNE ETKİLERİ , Bülent YILMAZ Hızlı nüfus artışı ve ekonomik değişim nedeni ile ülke genelinde son 15 yılda özellikle de göç alan bölgelerde yapı gereksinimi ihtiyacı hızla artmıştır ![]() çok katlı modern binaların yaygın olarak uygulanmasına, yapım sistemlerinin değişip gelişmesine ve yapı üretiminin hızlanmasına neden olmuştur ![]() hızlı yapı üretimi pek çok sorunu da beraberinde getirmiştir ![]() yapım binaların yerini, zamanla karkas yapıların alması ile özellikle düşey taşıyıcı elemanların kesitinin azalması sonucu işlevine uygun konfor koşullarının sağlanması için yapı elemanlarında yalıtımın yapılması zorunlu hale gelmiştir ![]() hastane, spor salonu, v ![]() ![]() sağlanması için yapı elemanlarında ısı yalıtımı yapılması gerekli hale gelmiştir ![]() de 1999 verilerine göre enerjinin % 41’ i konutlarda, % 33’ ü sanayide, % 20’ si ulaştırmada, % 5’ i tarımda, % 1’ i de diğer alanlarda tüketilmektedir [1] ![]() kullanılan enerjinin, toplam enerji tüketimindeki payının büyüklüğü ve bunun önemli bir kısmının da ısıtmada kullanılması, ısı yalıtımının önemini daha da arttırmaktadır ![]() Dünyadaki petrol ve kömür gibi yakıtların kullanılmasına bağlı hava kirliliği ve mevcut rezervlerinin gün geçtikçe azalması dikkatleri ısı yalıtımına ve enerjiyi koruma yöntemlerine çevirmiştir ![]() 2001’ de 27 ![]() kadar 4’ e katlamak zorunda kalacaktır ![]() önemi açıkça ortadadır ![]() Yapılarda ısı yalıtımının amacı, iç ortamı kışın fazla enerji kaybından, yazın enerji kazanımından korumaktır ![]() koyarak elemanın ek direnç kazanmasının sağlamaktır ![]() gereken minimum geçirgenlik direnci, yapı elemanlarının konumuna ve Türkiye’ nin iklim bölgelerine göre TS 825’ de ve Isı Yalıtımı Yönetmeliğinde belirtilmiştir ![]() 2 ![]() Enerji korunumu sürecinde etkili olan parametreler fiziksel çevresel etmenler ve yapma çevreye ilişkin tasarım parametreleri olarak iki ana grupta ele alınabilir [2], [3] ![]() Page 3 2 ![]() ![]() Bina dışı çevrenin iklimini oluşturan iklim elemanları, güneş ışınım şiddeti, dış hava sıcaklığı, dış hava nemi ve rüzgar, iklimsel konforu etkileyen ve enerji korunumu sürecinde etkili olan fiziksel çevresel etmenler olarak tanımlanabilir ![]() elemanlarının etkilerine bağlı olarak bir mekanın içerisindeki iklimsel konforun, ek enerji sistemlerine en az gereksinme duyulacak şekilde gerçekleşebilmesi için, tasarımcının denetiminde olan yapma çevreye ilişkin tasarım parametrelerinin uygun değerlere sahip olmaları gerekmektedir ![]() hava nemi ve rüzgar gibi iklim elemanlarının ulaştığı değerlerin bir bileşkesidir ![]() korunumlu bina üretiminin temelini, dış çevrede belirli bir iklim durumunun geçerli olduğu koşullarda, yapı eleman ve bileşenlerinin edilgen ısıtma ve iklimlendirme sisteminin öğeleri olarak tasarlanmaları oluşturmaktadır ![]() göstermeleri nedeniyle, optimum edilgen ısıtma ve iklimlendirme sistemlerini tanımlayan tasarım parametrelerine ait değerler de değişim göstermektedir ![]() 2 ![]() ![]() Isıtma ve iklimlendirme enerjisi korunumunda etkili olan tasarım parametreleri konum (yer), bina aralıkları, bina yönlendiriliş durumu, bina formu, bina kabuğu optik ve termofiziksel özellikleri şeklinde sıralanabilir ![]() iklim durumunun etkinlik derecesi söz konusu parametrelere bağlıdır ![]() mekanın iklimsel özellikleri ile yapma ısıtma ve iklimlendirme yüklerinin belirlenmesinde etkilidirler ![]() ısıtma ve iklimlendirme işlevini yüklenmesini olanaklı kılarlar ![]() birimlerinin enerji etken olarak tasarlanmaları, ancak belirtilen parametreler için önerilecek uygun değerler aracılığıyla gerçekleştirilebilir ![]() Bina konumunun seçiminde, yerey parçasının yönü, eğimi ve optik özellikleri nedeniyle örtüsü önemli parametrelerdir ![]() sistem uygulamalarında etkinliğinin arttırılması ve ayrıca çevreye verilen emisyonların azaltılarak hava kirliliğinin önlenmesi olanaklıdır ![]() güneş kazancının kışın en yüksek, yazın ise en düşük düzeyde olmasını sağlamaktır ![]() Bulunduğumuz iklim kuşağında doğu-batı ekseninde yerleşim ile bu koşul sağlanır ![]() aylarında bir günde gelen güneş enerjisinin yaklaşık % 90’ı 09 ![]() ![]() geldiğinden, bu zaman aralığında güneş ışınımının bir engel ile karşılaşmadan binaya ulaşması sağlanmalıdır ![]() en uzun gölgeli alan derinliğine eşit veya daha büyük olmalıdır [4] ![]() Bina yönlendirilmesinde diğer amaç doğal havalandırmanın sağlanması için hakim rüzgar etkisinden yararlanmaktır ![]() ![]() Kısacası binalar arası açıklıkların ve peyzajın (bitki, ağaç) güneş enerjisi kazançlarını ve yararlı rüzgar etkilerini engellemeyecek şekilde düzenlenmeleri kaçınılmazdır ![]() Yerleşimlerde istenen iç hava hareketinin sağlanabilmesi açısından gerekli olan rüzgar hızı, bina aralıklarına ve peyzaja bağlı olarak değişkenlik gösterir ![]() Ağaçlar ve bitki dokusu, estetik kaygıları yanı sıra gürültüyü absorblamaları, tozu tutarak havayı filtre etmeleri, parlamayı azaltmaları nedeni ile fiziksel çevre açısından önem taşırlar [6] ![]() önemli bir etkendir ![]() Page 4 gereksinmelerine bağlı olarak optimize edilebilirler ![]() bağlı olarak, bina kabuğunun dış yüzeyindeki güneş ışınımı yeğinliği ve dolayısıyla kabuğun birim alanından geçen ısı miktarı da değişkenlik gösterir ![]() mekana aktarılmasının istenilen zaman aralıklarında gerçekleştirilmesi ısıl konfor açısından önemlidir ![]() kuruluşları ve duvar malzemelerinin önemi dikkatlerden kaçmamalıdır ![]() Önemli bir diğer parametre ise ‘bina formu’ olup, bina biçimi, (plandaki bina uzunluğunun bina derinliğine oranı), bina yüksekliği, çatı türü, eğimi, cephe yüzeyinin eğimi gibi binaya ilişkin geometrik değişkenler aracılığıyla tanımlanabilir ![]() etkenlerden koruyan bina kabuğu yüzey büyüklüğünün bina hacmine olan oranı (A/V), enerji kayıp ve kazançlarında etkin rol oynar ![]() tasarımında, örneklerde de görüldüğü üzere önemli bir ölçüttür ![]() 2 ![]() ![]() Bina kabuğu, bina içi çevreyi, bina dışı çevreden ayıran, yatay, düşey ve eğimli tüm yapı bileşenlerinin oluşturduğu yapı öğesi olup, enerji korunumu ve iklimsel konforun sağlanmasında tasarımcının kontrolünde olan en önemli değişkendir [11] ![]() ve iklimlendirme işlevi açısından yapı kabuğunun tanımı, yapı kabuğunun güneş ışınımına ilişkin yutuculuk (a) ve geçirgenlik (t) gibi optik ve toplam ısı geçirme katsayısı , zaman gecikmesi (f), sönüm oranı (f) ve saydamlık oranı (x) gibi termofiziksel özellikleri ile yapılmaktadır ![]() Bina kabuğu optik ve termofiziksel özellikleri, bina kabuğunun birim alanından, iç ve dış hava sıcaklığı ile güneş ışınımı etkileriyle, kazanılan/yitirilen ısı miktarının belirlenmesinde etkin rol oynar ![]() iklimlendirme yükleri, kabukdan yitirilen/kazanılan toplam ısı miktarına bağlı olarak değişim gösterir ![]() gerekse yapma ısıtma ve iklimlendirme yüklerinin belirleyicileri konumundadır [7] ![]() iklimsel konfor durumunun gerçekleştirilmesi sürecinde ‘bina kabuğuna ilişkin optik ve termofiziksel özellikler’ mimarın denetiminde olan değişkenlerdir ![]() 2 ![]() ![]() ![]() Dış yüzeyin güneş ışınımını yutma oranı arttıkça sistemin ısı kazancı da artar ![]() açısından en uygun renk siyahtır ![]() ise küçüktür ![]() ![]() yüzeylerden radyasyonla dış ortama ısı kaybı kullanılan boyaların uzun dalga boylu radyasyon yayma özelliklerinin büyük olması nedeniyle fazladır ![]() yutması yüksek ve yayması ise düşük metalik film şeklindeki seçici elemanları duvar dış yüzeyine uygulayarak azaltılabilir ![]() yüzeye sahip olmasını gerektirir [8] ![]() da yutma özelliğini artırıcı bir etken olarak önem taşır ![]() 2 ![]() ![]() ![]() Binaların dış kabukları çevre sıcaklığı, güneş ışınımı gibi dış iklimsel koşulların etkisi altındadır ![]() ![]() opak duvarının dış yüzeyi güneş ışınımı etkisinde kaldığında mevcut koşullarda yeni bir Page 5 denge oluşana kadar duvar kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımında değişiklik gözlenir ![]() Denge oluşana kadar geçen süreç zamana bağlıdır ![]() duvar içindeki sıcaklık dağılımı denge koşullarındadır ve doğrusal bir değişim gösterir ![]() Sıcaklık dağılımının eğimi ve sınır koşulları, iç hacim ve çevre arasındaki sıcaklık farkı ile duvarın termofiziksel özelliklerine bağlıdır ![]() duvardaki sıcaklık dağılımı yeni denge oluşana kadar doğrusal olmayan farklı aşamalardan geçer ![]() ![]() Yeni denge oluştuğunda sıcaklık dağılımı sınır koşulları ve gelen güneş ışınımına bağlıdır ![]() İki denge hali arasında gözlenen ara haller güneş ışınımı etkisindeki duvarın geçici rejimdeki ısıl durumunu kapsar [6] ![]() iletilmesinde ısı yayınım katsayısı, ısı depolama kapasitesi gibi etmenler etkili parametrelerdir ![]() 2 ![]() ![]() Malzemelerin önemli bir termofiziksel özelliği olan ısı yayınım katsayısı zamana bağlı ısı iletiminin incelenmesinde etken bir parametredir ![]() içerisinden ısının difüzlenmesinin hangi hızda gerçekleştiğinin göstergesidir ve : α = (İletilen ısı enerjisi/Depolanan enerji) = (k / ρ ![]() p )(m 2 s -1 ) (1) şeklinde tanımlanmaktadır ![]() özelliğinin göstergesidir ![]() ![]() ![]() p ) terimi, ısı depolama yeteneğinin göstergesidir ![]() Isı yayınım katsayısı, iletimle transfer edilen enerjinin malzemenin birim hacminde depolanan enerjiye oranı olarak tanımlanabilir ![]() büyük ve/veya ısıl kapasite (ρ ![]() p ) küçük ise ısıl yayınım katsayısı büyük olur ![]() malzemede iletimle transfer edilen enerji, depolanan enerjiye göre daha fazladır ![]() karşın ısıl yayınım katsayısı küçük olan malzemelerde ise ısının önemli bir bölümü malzeme tarafından yutulur ve küçük bir bölümü de iletimle transfer edilir [9,10] ![]() 3 ![]() Ülkemiz nihai enerji tüketim sektörlerinin en büyüğü 16 ![]() tüketimi ile bina sektörüdür ![]() sektörde enerji tüketimini % 90’ ı ısınma ve sıcak su amaçlı olarak % 10’ u ise elektrik enerjisi olarak tüketilmektedir ![]() Tüketimdeki ağırlığı ve önemli miktarda kömür ve odunun kullanılması nedeniyle çevre kirliliği üzerindeki olumsuz etkisi, bina sektöründe enerji tüketimini azaltmak üzere önlem alınmasını gerektirmektedir ![]() yeterli önlemler alınmamıştır ![]() kayıplarının azaltılması önlemleri ile sağlanabilecek önemli boyutta enerji tasarrufu potansiyeli mevcuttur ![]() uygulanan standartlar da inşa edilebilseydi ısınma amacıyla tüketilen enerjide yarı yarıya varan azalma sağlanabilecek çevreye verilen zarar önlenebilecektir ![]() miktarının, ilave çatı yalıtımı, çift cam uygulanmamış binalara çift cam ilavesi ve sızma Page 6 kayıplarının azaltılması önlemleri ile geri kazanılması mümkündür ![]() ısınma amaçlı spesifik enerji tüketimleri düşük olmasına rağmen daha düşük enerji tüketimleri hedefleyen çalışmalar devam etmektedir ![]() in revizyonu için 1995 yılında TSE tarafından bir çalışma grubu oluşturulmuştur ![]() standartla ,eski standart olduğu gibi hem konutlarda hem de ticari binalarda dış duvarlar, pencereler, tavan ve taban için ısı kayıpları ile ilgili olarak ayrı ayrı ısı iletim katsayıları belirlenmiş, aynı zamanda bina zarfında olacak yıllık kayıplarda sınıflandırılmıştır ![]() sınırlama yaklaşık 100-120 kWh/m 2 ‘dir ![]() iyi ve etkin bir yönetmelik çalışması başlatılmıştır [7] ![]() Yalıtım iyileştirmelerinin sağlayacağı tasarruf potansiyellerinin yanı sıra mevcut tüm binaların soba ve kalorifer gibi ısıtma sistemlerinde iyi işletme ve verimli ısıtma sistemlerinde iyi işletme ve verimli ısıtma sistemlerinin kullanılmasından gelebilecek tasarruf potansiyelleri ve ayrıca verimli elektrikli cihazlarının ve aydınlatma sistemlerinin kullanılmasının getireceği potansiyeller göz önüne alınırsa ülkemizde bina sektöründe geri kazanabilecek tasarruf potansiyeli toplam 4 ![]() ![]() bahsedilen önlemler Avrupa ülkelerinde olduğu gibi bir program çerçevesinde (bilinçlendirme, teşvik, bina etütleri ve hedef belirlenmesi gibi) ele alındığında, yaklaşık 1 ![]() ![]() önemlisi de çevre korunmuş olacaktır [2] ![]() 4 ![]() Dış ortam koşullarında duvar kuruluşlarının ısıl davranışlarının incelendiği deney düzeneği, iç ortam özelliklerinin incelendiği hacim, örnek duvar kuruluşu, ölçüm sistemi ve veri toplayıcısından (datalogger) oluşmaktadır (Şekil 1) ![]() Şekil 1 ![]() Deney sisteminde iç ortam ısıl özelliklerinin incelendiği ve yaşam mekanını örnekleyen 1 ![]() m x 1 ![]() ![]() yerleştirilmiştir ![]() sıcaklığı (T iç ) ve dış ortam sıcaklığı (T dış ) sürekli olarak kaydedilmiştir ![]() kuruluşunun toplam kalınlığı 24 cm (iç sıva 2 cm, tuğla 19 cm, dış sıva 3 cm) olup, yüzey alanı 1 ![]() ![]() ![]() duvardan bir boyutlu ısı geçiş koşulları oluşturulmuştur ![]() Bir yüzeyi iç ortamla temas eden duvarın diğer yüzeyi ise dış ortam koşulları etkisinde bırakılmıştır ![]() Page 7 sıcaklıkları ve ışınım şiddeti , gün boyunca ölçülmüştür ![]() 2 dakikalık ortalamalar olarak veri toplayıcısına (datalogger) kaydedilmiştir ![]() gelen güneş ışınım şiddeti CM-11 tipi Kipp-Zonen piranometre ile ölçülmüştür ![]() Piranometre özellikleri Tablo 1’de verilmiştir ![]() Tablo 1 ![]() Duyarlılık 4 – 6 µV / Wm 2 Empedans 700 – 1500 ohm Tepki süresi < 5s (1/e), 24 saniye sonra değerinin % 99’ u Spektral aralık 300 – 2800 nm Güneş ışınımı, dış ortam sıcaklığı gibi iklimsel özellikler gün boyunca periyodik bir değişim gösterirler ![]() benzerlik göstermesi amacıyla deneyler dört gün süresince yapılmıştır ![]() günü sistemin dengeye gelmesi için kullanılmış olup, son güne ait elde edilmiş olan 24 saatlik veriler değerlendirilmiştir ![]() 4 ![]() TARTIŞMA VE SONUÇLAR Dış ortam koşullarında gerçekleştirilen bu çalışma 18-21 Temmuz 2003 tarihleri arasında Antalya’ da yapılmıştır ![]() ![]() Temmuz 2003 günü alınan ölçümler değerlendirilmiştir ![]() sıcaklığı, duvar yüzeyine gelen güneş ışınım şiddeti ve iç ortamı modelleyen hacmin sıcaklığının saatlik değişimi Şekil 2’ te görülmektedir ![]() Deneysel çalışma sırasında ölçülen duvar dış ve iç yüzey sıcaklıklarının saatlik değişimleri Şekil 6’ da verilmiştir ![]() ![]() sıcaklık ise 24 ![]() ![]() ![]() düşük sıcaklık ise 27 ![]() ![]() saat 14 ![]() ![]() ![]() zaman gecikmesi 4 ![]() ![]() ![]() hesaplanmıştır ![]() Şekil 2 ![]() Page 8 Şekil 3 ![]() Şekil 3’ de (İY) iç sıva yüzey, (TU+IS) iç sıva ve tuğla ara yüzey, (DS+TU) tuğla ve dış sıva ara yüzey, (DY) ise dış sıva yüzey sıcaklıklarını göstermektedir ![]() en yüksek ve en düşük sıcaklıkların farkı, dış sıva yüzeyinde 21 °C, dış sıva tuğla ara yüzeyinde 19 ![]() ![]() bulunmuştur ![]() İklim bölgelerine uygun duvar yapılarının belirlenmesinde etken olan zaman gecikmesi ve sönüm oranı parametreleri malzemelerin termofiziksel özelliklerinden etkilenmektedir ![]() depolama özelliği yüksek olan elemanlardan oluşan duvarlarda zaman gecikmesi de yüksek olurken sönüm oranı ise düşmektedir ![]() olmaktadır ![]() de ısı yayınım katsayısını arttırmaktadır ![]() uygun olarak farklı malzemelerin birlikte kullanımı gerekmektedir ![]() kullanımı ve soğuk iklim söz konusu ise dış duvar kuruluşlarında içte ısı depolama özelliği yüksek masif kütle, dışta ise ısı iletkenlik değeri düşük malzemelerden oluşan çok tabakalı duvar kuruluşlarının seçimi uygundur ![]() Buna karşın mekanların belirli zamanlarda kullanımı söz konusu ise özellikle ısıtma dönemlerinde duvar kuruluşlarında yalıtım iç bölgede yer almalıdır Sıcak iklim bölgelerinde ise ısıl konforun sağlanmasında soğutma önem kazanmaktadır ![]() ısı depolaması gerekli değildir ![]() yoğunluk ve yüzey renginin seçimi önem kazanmaktadır ![]() Sonuçlar üzerine dış iklimsel koşulların etkisi önemlidir ![]() çevreye verilen emisyonların azaltılması için deneysel sonuçlardan yararlanarak farklı iklim bölgeleri için en uygun duvar kuruluşları belirlenmelidir ![]() KAYNAKÇA [1] Ş ![]() ![]() Malzeme Seçiminin Etkisi”, Energy with All Aspects in 21 st ![]() Kitapçığı, İstanbul, 674-682 ![]() Page 9 [2] M ![]() ![]() Açısından Uygun Bina Kabuğunun Seçilmesi, Yüksek Lisan Tezi, İTÜ-Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul ![]() [3] T ![]() ![]() Kuruluşlarında Isıl Davranışların Deneysel Araştırılması, Proje No ![]() Üniversitesi, Eskişehir ![]() [4] E ![]() ![]() [5] G ![]() ![]() ![]() [6] G ![]() due to Solar Radiation Absorption” Solar Energy Vol ![]() ![]() ![]() ![]() [7] N ![]() ![]() Duvarın Isıl Analizi”, Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, Cilt 16, No ![]() ![]() [8] B ![]() Solar Heating Systems for Buildings” Solar Energy Vol ![]() ![]() ![]() ![]() [9] Y ![]() ![]() York ![]() [10] F ![]() ![]() B ![]() ![]() |
![]() |
![]() |
|