Yalıtımlı Duvarlarda Sıcaklık Dağılımı Dr. MeralÖZEL,Prof.Dr. Kazım PIHTILI Fırat Üniversitesi Miihendislik Fakültesi Makine Mühendisliği Bölümü ÖZET Bu çalışmada, binalarda uygulanan dıştan, içten veya ortadan yalıtımlı duvar yapıları ele alınarak bu duvarlarda zamana bağlı olarak duvar kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımı sayısal olarak araştırılmıştır. Çalışma Elazığ'da yaz iklim şartları dikkate alınarak ve duvarın yönünün güneye baktığı kabul edilerek yapılmıştır. Bu amaçla bir boyutlu ısı iletim denklemi çok katmanlı duvar yapısı için lmplicit sonlu farklar yöntemi ile çözülerek her bir duvar yapısı için duvar kalınlığı boyunca sıcaklık dağılımları grafikler halinde gösterilerek sonuçlar yorumlanmıştır. GİRİŞ Dünyadaki enerji kaynaklarının önemli bir bölümü, ısıl konforu sağlamak amacıyla konutlarda harcanmaktadır. Enerjinin korunumu açısından, enerji tüketiminin konfor şartlarından fedakarlık etmeden azaltılması gerekir. Bu amaçla, farklı sıcaklıktaki dış ve iç çevreyi birbirinden ayıran duvarlara ısı yalıtımı uygulanarak binalarda ısıtma ve soğutma amacıyla tüketilen enerjiyi 7 6 YALITIM• ARALIK 2006 azaltmak mümkündür. Böylece yapı içerisinde istenen ısıl konfor daha az yakıt tüketimiyle sağlanarak çevre kirliliği azaltılmış olur. Ayrıca ısı yalıtımı ile duvarlardaki yoğuşma önlendiği için yapının ömrü uzamış olur. Yalıtım genellikle bina duvarlarının dış yüzeyine, ortasına veya iç yüzeyine uygulanmaktadır. Bu şekilde üç farklı yalıtım konumlandırma durumu incelendiği zaman yalıtımın duvarın iç yüzeyine veya ortasına uygulanması yerine, dış yüzeyine uygulanmasının ısı kazanç veya kaybı açısından daha iyi olduğu bilinmektedir. Ayrıca mevcut yalıtımsız binaların ısıl konfor açısından yalıtılması gerekiyorsa, yalıtım uygulamasının duvar dış tarafına yerleştirilmesinin daha uygun olacağı bilinmektedir (1). Bu konuyla ilgili yapılan çalışmalar incelendiğinde, Özel ve Pıhtılı (2), bina duvarlarına uygulanan yalıtımın duvar içerisinde beş farklı konumlandırma durumunu ele alarak ısı kazanç ve kayıpları açısından implicit sonlu fark formülasyonunu kullanarak araştırmışlardır. Al-Regib vd. (3), duvarın dış yüzeyinde, iç yüzeyinde ve ortasında yalıtım durumları için yalıtımlı duvar boyunca ısı transferinin geçici etkilerini araştırmışlardır. Al-Sanea (4) farklı çatı yapılarının ısıl performansını karşılaştırdı ve sonuç olarak yalıtımı çatının iç yüzeyine yakın yerleştirerek daha iyi bir ısıl performansa ulaşıldığını gösterdi. Al-Saneaand Zeden [5] kararlı periyodik şartlar altındaki bina duvarının ısı transfer karakteristikleri üzerine yalıtımın yerinin etkisini çalıştılar. Bu çalışmada ise, dıştan, içten veya ortadan yalıtımlı duvar yapılarının kalınlıkları boyunca sıcaklık dağılımları sayısal olarak incelenmiş ve bu üç yalıtım uygulamasının birbirine göre avantaj ve dezavantajları sıcaklık dağılımları açısından detaylı olarak mukayese edilmiştir. MATEMATİKSEL YÖNTEM Yalıtımlı duvarlardaki sıcaklık dağılımını hesaplayabilmek için, ısı iletim denkleminin zamana bağlı olarak çözülmesi gerekir. Bu amaçla Şekil l'de gösterilen M katmandan oluşmuş çok katmanlı bir yapı için geçici tek boyutlu ısı iletim denklemi aşağıdaki gibi yazılabilir: Burada Pj,cj ve kj sırasıyla j'inci katmanının yoğunluğu, özgül ısısı ve
RkJQdWJsaXNoZXIy MTcyMTY=