Yalıtım Dergisi 140. Sayı (Kasım 2015)

55 Kasım 2015 • www.yalitim.net 2.1. Hesaplama Yöntemi Çalışmada ısıl performansın belirlenmesi, HEAT3 simü- lasyon programıyla yapılmıştır [9]. HEAT3 programı sonlu farklar yöntemi ile sabit veya değişken rejim şartları altında üç boyutlu ısı geçişini hesaplamaktadır. HEAT3 programı ile istenilen koordinatlardaki iç yüzey sıcaklık (TİY) değerleri ile sistemin bütününün ısı akış yoğunluğu (q) da belirlenebilmek- tedir. Hesaplamalar sabit rejim şartlarında gerçekleştirilmiştir. HEAT3’te elde edilen en düşük yüzey sıcaklık değerinde yüzeysel yoğuşmanın gerçekleşeceği bağıl nem oranı ( φ İ) değerleri, DIN 4108 ve ASHRAE El Kitabı’nda yer alan tablolar ve abaklar yardımıyla belirlenmiştir [10], [11]. 2.2. Değişkenlerin Etkinliğinin Belirlenmesinde Kullanılan Yöntem Farklı değişkenlerin “ısı köprüsü” oluşumuna etkisinin belirlenmesinde iki aşamalı bir çalışma yapılmıştır. Birinci aşamada, uygulamada sıkça kullanılan malzemelerden ve boyutsal özelliklerde iskelet taşıyıcılı eğimli bir “sıcak” çatı sistemi oluşturulmuştur. Bu “tipik” çatı sistemi için tüm sis- tem değişkenleri ile iç hava sıcaklığı Tİ=21 ° C olarak sabit tutularak, sadece dış hava sıcaklığı (TD); +20 °C ile -40 °C arasında 5 °C’lik artışlarla değiştirilip mertek hizasındaki iç yüzeyin sıcaklığı (T İY ) ve ısı akış yoğunluğu (q) hesaplamaları yapılmıştır. Bu hesaplamalar ile ele alınan “tipik” çatı sistemi için yüzeysel yoğuşma açısından “kritik” dış hava sıcaklığı değeri belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, ısı köprüsü oluşumu açı- sından ele alınan sistem değişkenleri; “mertek eni”, “mertek aralığı”, “mertek ısıl iletkenliği” ve “ısı yalıtımı ısıl iletkenliği” olup, çevresel etmenlerden “dış hava sıcaklığı” ile “iç hava sıcaklığı” da değişken olarak göz önünde bulundurulmuştur. Bu aşamada, daha önce geliştirilmiş olan “tipik” çatı esas alınarak, her seferinde tek bir değişkene ait değerler, %25, %50 artırılarak ve %25, %50 azaltılarak ve diğer değişken- lere ait değerler sabit tutulup, iç yüzeyin sıcaklığı ve yüzeysel yoğuşmaya neden olacak bağıl nem oranı ile ısı akış yoğunluğu belirlenmiştir. Her bir durum için ayrıca, “mertek” bileşeni, dolayısıyla “ısı köprüsü” içermeyen bir “referans” çatı sistemi geliştirilerek hesaplamalar yapılmıştır. Söz konusu değişkenlerin etkinliği, iç yüzey sıcaklığı ve yüzeysel yoğuşmaya neden olacak bağıl nem oranı ile ısı akış yoğunluğu ölçütleri için ayrı ayrı belirlenmiştir. İç yüzeyin sıcaklığı ve yüzeysel yoğuşmaya neden olacak bağıl nem oranı ölçütünde, %25, %50 artırılan ve %25, %50 azaltılan değişken değerleri için belirlenen “iç yüzey sıcaklığı” değerleri “tipik” çatı için geçerli olan değer ile hem oransal olarak karşılaştırılmış hem de standart sapma değerleri belir- lenmiştir. Isı akış yoğunluğu ölçütünde ise, %25, %50 artırı- lan ve %25, %50 azaltılan değişken değerleri için belirlenen “ısı akış yoğunluğu” değerleri, geliştirilen “referans” çatı “ısı akış yoğunluğu” değerleri ile oransal olarak karşılaştırılmıştır. 3. ISKELET TAŞIYICILI EĞIMLI ÇATI SISTEMI ÖZELLIKLERI VE ÇEVRESEL ETMENLER “Tipik” çatı ve “tipik” çatı esas alınarak, her seferinde tek bir değişkene ait değerler, %25, %50 artırılarak ve %25, %50 azaltılarak ve diğer değişkenlere ait değerler sabit tutulup geliştirilen “seçenek” çatılara ait sistem özellikleri ve dış hava sıcaklığı ile iç hava sıcaklığı ile ilgili yapılan kabuller aşağıda verilmiştir. 3.1. Sistem Özellikleri “Tipik” çatının geliştirilmesinde aşağıdaki sistem özellikleri ile ilgili genel kabuller yapılmıştır (Şekil 1, 2): • İskelet taşıyıcılı çatının büyük bir bölümünü “mertekli” bölge oluşturmaktadır. Bu sebeple çalışmada ısı alışverişi- nin yoğun olarak gerçekleştiği bu çatı parçası göz önünde tutulmuştur. • ISO 10211’de ısı köprüleri ile ilgili olarak yapılacak hesap- lamalarda ısı köprüsü bölgesinden her yöne doğru en az bir metre “homojen” özellikler taşıyan bölgeler olacak biçimde modelleme yapılması istenmektedir [12]. Buradan yola çıkılarak çatı parçası olarak, mertek aralığı 50 cm olacak şekilde beş merteği kapsayan bir bölge ele alınmış ve ortadaki mertek için hesaplamalar yapılmıştır. • Çatı katmanlaşmasında ısıl performansta daha az etkili olan su yalıtımı ve üst kaplama gibi katmanlar göz önünde bulundurulmamıştır. Karşılaştırma amacıyla bütün değerlerin aynı tutulduğu, ancak mertekleri içermeyen, böylece “ısı köprüsü”nün oluşma- dığı bir referans “tipik” çatı katmanlaşması da geliştirilmiştir. Gerek “tipik” çatıya gerekse “seçenek” çatılara ait boyutsal özellikler ile malzeme özellikleri aşağıda sıralanmıştır (Şekil 2). Şekil 1: Beş merteği kapsayan çatı parçası perspektifi Şekil 2: Oluşturulan “tipik” çatı ile “seçenek” çatılara ait beş merteği kapsayan çatı parçasında değişken olarak kabul edilen; mertek eni (d) ve mertek aralığı (L) ile sabit olarak ele alınan; mertek yüksekliği (h) ve kaplama kalınlığı (k).