Isı ve sıcaklığın çevremize etkileri nelerdir?

Alıntı

Misafir adlı kullanıcıdan alıntı

ısının olumlu etkileri neler acil!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

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. Bu durum, doğru ya da yanlış
çok katlı modern binaların yaygın olarak uygulanmasına, yapım sistemlerinin değişip
gelişmesine ve yapı üretiminin hızlanmasına neden olmuştur. Yeni yapım sistemleri ve
hızlı yapı üretimi pek çok sorunu da beraberinde getirmiştir. Geleneksel anlamda yığma
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. Binanın okul, konut,
hastane, spor salonu, v.b. oluşuna göre, işlevine uygun ısısal konforun koşullarının
sağlanması için yapı elemanlarında ısı yalıtımı yapılması gerekli hale gelmiştir. Türkiye’
de 1999 verilerine göre enerjinin % 41’ i konutlarda, % 33’ ü sanayide, % 20’ si
ulaştırmada, % 5’ i tarımda, % 1’ i de diğer alanlarda tüketilmektedir [1]. Binalarda
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. Özellikle Türkiye büyüyen enerji ihtiyacını karşılaması için
2001’ de 27.8 GW olan elektrik enerjisi kapasitesini 2010 yılına kadar 2’ye, 2020 yılına
kadar 4’ e katlamak zorunda kalacaktır. Bu veriler çerçevesinde ısı yalıtımı yapılmasının
önemi açıkça ortadadır.
Yapılarda ısı yalıtımının amacı, iç ortamı kışın fazla enerji kaybından, yazın enerji
kazanımından korumaktır. Isı yalıtımı, ısı geçişine karşı yapı elemanına yalıtım malzemesi
koyarak elemanın ek direnç kazanmasının sağlamaktır. Yapı elemanlarının sahip olması
gereken minimum geçirgenlik direnci, yapı elemanlarının konumuna ve Türkiye’ nin iklim
bölgelerine göre TS 825’ de ve Isı Yalıtımı Yönetmeliğinde belirtilmiştir.
2. ENERJİYİ ETKİN KULLANMANIN TASARIM PARAMETRELERİ
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
2.1. Fiziksel Çevresel Etmenler
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. Çevresel iklim
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. Dış çevrede süregelen iklim durumu; hava sıcaklığı, güneş ışınımı,
hava nemi ve rüzgar gibi iklim elemanlarının ulaştığı değerlerin bir bileşkesidir. Enerji
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. Dış iklim koşullarının yörelere göre değişim
göstermeleri nedeniyle, optimum edilgen ısıtma ve iklimlendirme sistemlerini tanımlayan
tasarım parametrelerine ait değerler de değişim göstermektedir.
2.2. Yapma Çevreye İlişkin Tasarım Parametreleri
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. İç ortam koşullarının oluşumundaki dış
iklim durumunun etkinlik derecesi söz konusu parametrelere bağlıdır. Dolayısıyla iç
mekanın iklimsel özellikleri ile yapma ısıtma ve iklimlendirme yüklerinin belirlenmesinde
etkilidirler. Bundan dolayı, yapma çevreye ilişkin tasarım parametreleri binaların edilgen
ısıtma ve iklimlendirme işlevini yüklenmesini olanaklı kılarlar. Binaların ve yerleşme
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. Bu parametrelerin uygun seçilmesi durumunda edilgen
sistem uygulamalarında etkinliğinin arttırılması ve ayrıca çevreye verilen emisyonların
azaltılarak hava kirliliğinin önlenmesi olanaklıdır. Binanın yönlendirilmesinde temel ilke
güneş kazancının kışın en yüksek, yazın ise en düşük düzeyde olmasını sağlamaktır.
Bulunduğumuz iklim kuşağında doğu-batı ekseninde yerleşim ile bu koşul sağlanır. Kış
aylarında bir günde gelen güneş enerjisinin yaklaşık % 90’ı 09.00-15.00 saatleri arasında
geldiğinden, bu zaman aralığında güneş ışınımının bir engel ile karşılaşmadan binaya
ulaşması sağlanmalıdır. Bu nedenle minimum bina aralıkları, komşu binaların oluşturduğu
en uzun gölgeli alan derinliğine eşit veya daha büyük olmalıdır [4].
Bina yönlendirilmesinde diğer amaç doğal havalandırmanın sağlanması için hakim rüzgar
etkisinden yararlanmaktır. Böylece yazın binada depolanan enerjinin etkisi de azaltılabilir.
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]. Güneş ışınımının ısıtıcı ve rüzgarın serinletici etkisinden yararlanmada yön
önemli bir etkendir. Yöne göre değişim gösteren dış iklim koşulları, iklimsel konfor
Page 4
gereksinmelerine bağlı olarak optimize edilebilirler. Bu nedenle binaların yönlendirilişine
bağlı olarak, bina kabuğunun dış yüzeyindeki güneş ışınımı yeğinliği ve dolayısıyla
kabuğun birim alanından geçen ısı miktarı da değişkenlik gösterir. Isı miktarı ve ısının iç
mekana aktarılmasının istenilen zaman aralıklarında gerçekleştirilmesi ısıl konfor
açısından önemlidir. Bu nedenle gereksinimlere göre zaman gecikmesini sağlayan duvar
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. Mekanları sınırlayarak dış
etkenlerden koruyan bina kabuğu yüzey büyüklüğünün bina hacmine olan oranı (A/V),
enerji kayıp ve kazançlarında etkin rol oynar. Kompakt yapı tarzı enerji korunumlu bina
tasarımında, örneklerde de görüldüğü üzere önemli bir ölçüttür.
2.3. Bina Kabuğu Optik ve Termofiziksel Özellikleri
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]. Edilgen ısıtma
ve iklimlendirme işlevi açısından yapı kabuğunun tanımı, yapı kabuğunun güneş ışınımına
ilişkin yutuculuk (a) ve geçirgenlik (t) gibi optik ve toplam ısı geçirme katsayısı msn brokenheart

,
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. İç çevre iklimsel durumu ile yapma ısıtma ve
iklimlendirme yükleri, kabukdan yitirilen/kazanılan toplam ısı miktarına bağlı olarak
değişim gösterir. Dolayısıyla optik ve termofiziksel özellikler, gerek iç iklim durumunun
gerekse yapma ısıtma ve iklimlendirme yüklerinin belirleyicileri konumundadır [7]. İç
iklimsel konfor durumunun gerçekleştirilmesi sürecinde ‘bina kabuğuna ilişkin optik ve
termofiziksel özellikler’ mimarın denetiminde olan değişkenlerdir.
2.3.1. Optik Özellikler
Dış yüzeyin güneş ışınımını yutma oranı arttıkça sistemin ısı kazancı da artar. Isıl kazanç
açısından en uygun renk siyahtır. Koyu renklerin yutma oranları büyük, yansıtma oranları
ise küçüktür. Açık renklerde ise tersi bir durum söz konusudur. Koyu renkle boyanmış
yüzeylerden radyasyonla dış ortama ısı kaybı kullanılan boyaların uzun dalga boylu
radyasyon yayma özelliklerinin büyük olması nedeniyle fazladır. Bu kayıp, güneş ışınımı
yutması yüksek ve yayması ise düşük metalik film şeklindeki seçici elemanları duvar dış
yüzeyine uygulayarak azaltılabilir. Ancak seçici film uygulaması duvarın pürüzsüz bir
yüzeye sahip olmasını gerektirir [8]. Malzeme dokusunun pürüzlü bir yüzeye sahip olması
da yutma özelliğini artırıcı bir etken olarak önem taşır.
2.3.2. Duvar Yapılarının Termofiziksel Özellikleri
Binaların dış kabukları çevre sıcaklığı, güneş ışınımı gibi dış iklimsel koşulların etkisi
altındadır. Dış iklimsel koşullar gün boyunca sürekli olarak değişim gösterirler. Bir hacmin
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. Işınım absorbsiyonu başlamadan önce
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. Duvar yüzeyine güneş ışınımı gelince,
duvardaki sıcaklık dağılımı yeni denge oluşana kadar doğrusal olmayan farklı aşamalardan
geçer. Yeni dengeye ulaşıldığında sıcaklık dağılımı tekrar doğrusal bir görünüm kazanır.
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]. Malzeme içerisinde ısının dış yüzeyden iç yüzeye
iletilmesinde ısı yayınım katsayısı, ısı depolama kapasitesi gibi etmenler etkili
parametrelerdir.
2.4. Isı Yayınım Katsayısı
Malzemelerin önemli bir termofiziksel özelliği olan ısı yayınım katsayısı zamana bağlı ısı
iletiminin incelenmesinde etken bir parametredir. Isı yayınım katsayısı, malzeme
içerisinden ısının difüzlenmesinin hangi hızda gerçekleştiğinin göstergesidir ve :
α = (İletilen ısı enerjisi/Depolanan enerji)
= (k / ρ.c
p
)(m
2
s
-1
)
(1)
şeklinde tanımlanmaktadır. Burada (k) ısı iletim katsayısı olup, malzemenin ısı iletim
özelliğinin göstergesidir. Malzemenin ısıl kapasitesi olarak adlandırılır. (ρ.c
p
) terimi, ısı
depolama yeteneğinin göstergesidir.
Isı yayınım katsayısı, iletimle transfer edilen enerjinin malzemenin birim hacminde
depolanan enerjiye oranı olarak tanımlanabilir. Bir malzemenin ısı iletim katsayısı (k)
büyük ve/veya ısıl kapasite (ρ.c
p
) küçük ise ısıl yayınım katsayısı büyük olur. Böyle bir
malzemede iletimle transfer edilen enerji, depolanan enerjiye göre daha fazladır. Buna
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. ÇEVRESEL ETKİLER
Ülkemiz nihai enerji tüketim sektörlerinin en büyüğü 16.2 milyon ton eşdeğer petrol
tüketimi ile bina sektörüdür. Toplam nihai tüketimdeki payı % 38 civarında olan bu
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. Ülkemizdeki eski binaların pek çoğunda enerji tasarrufu için
yeterli önlemler alınmamıştır. Dolayısıyla sadece çatı yalıtımı, çift cam ve sızma
kayıplarının azaltılması önlemleri ile sağlanabilecek önemli boyutta enerji tasarrufu
potansiyeli mevcuttur. Binalarımız Avrupa ülkelerinin eşdeğer sıcaklıklardaki bölgelerinde
uygulanan standartlar da inşa edilebilseydi ısınma amacıyla tüketilen enerjide yarı yarıya
varan azalma sağlanabilecek çevreye verilen zarar önlenebilecektir. Yine de bu kaybın bir
miktarının, ilave çatı yalıtımı, çift cam uygulanmamış binalara çift cam ilavesi ve sızma
Page 6
kayıplarının azaltılması önlemleri ile geri kazanılması mümkündür. Gelişmiş ülkelerin
ısınma amaçlı spesifik enerji tüketimleri düşük olmasına rağmen daha düşük enerji
tüketimleri hedefleyen çalışmalar devam etmektedir. Bu bağlamda ülkemizde de TS 825’
in revizyonu için 1995 yılında TSE tarafından bir çalışma grubu oluşturulmuştur. Yeni
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. Bu
sınırlama yaklaşık 100-120 kWh/m
2
‘dir. Böylece bina enerji tasarrufunda ilk adım olarak
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 4.7milyon TEP’ i bulmaktadır. Yukarıda
bahsedilen önlemler Avrupa ülkelerinde olduğu gibi bir program çerçevesinde
(bilinçlendirme, teşvik, bina etütleri ve hedef belirlenmesi gibi) ele alındığında, yaklaşık
1.1 Milyar dolar karşılığında 4.7 milyon TEP enerji tasarrufu sağlanabilecek ve en
önemlisi de çevre korunmuş olacaktır [2]

MsXLabs Üye Girişi