Isı Yalıtım Hesabı Örneği

Isı yalıtımı projesinde aşağıdaki verilen bilgiler bulunmalıdır:

a) Isı kayıpları, ısı kazançları, kazanç/kayıp oranı, kazanç kullanım faktörü, aylık ve yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacının büyüklükleri, bu standardda verilen “binanın özgül ısı kaybı” ve “yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı” çizelgelerindeki örneklerde olduğu gibi çizelgeler hâlinde verilmeli ve hesaplanan yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacının (Q), Ek A’da verilen yıllık ısıtma enerjisi (Qı) sınır değerinden büyük olmadığı gösterilmelidir.
b) Konutlar dışında farklı amaçlarla kullanılan binalarda yapılacak hesaplamalarda, binadaki farklı bölümler arasındaki sıcaklık farkı 4 K’den daha fazla ise bu binada birden fazla bölüm için yapılacak olan ısıtma enerjisi ihtiyacı hesabında, bina bölümlerin sınırları şematik olarak çizilmeli, sınırların ölçüleri ve bölümlerin sıcaklık değerleri üzerinde gösterilmelidir.
c) Binanın ısı kaybeden yüzeylerindeki dış duvar, tavan ve taban/döşemelerde kullanılan malzemeler, bu malzemelerin eleman içindeki sıralanışı ve kalınlıkları, duvar, tavan ve taban/döşeme elemanlarının alanları ve “U” değerleri belirtilmelidir.
d) Pencere sistemlerinde kullanılan cam ve çerçevenin tipi, bütün yönler için ayrı ayrı pencere alanları ve “U” değerleri ile çerçeve sistemi için gerekli olan hava değişim oranı (nh) belirtilmelidir.
e) Duvar-pencere, duvar-tavan, taban/döşeme-duvar birleşim yerlerinin detayları çizimlerle gösterilmelidir.
f) Havalandırma tipi belirtilmeli, mekanik havalandırma söz konusu ise, hesaplamalar ve sonuçları belirtilmelidir.
g) Binanın ısı kaybeden yüzeylerinde oluşabilecek yoğuşma, Ek F’de belirtildiği şekilde incelenerek gerekli çizim ve hesaplamalar yapılmalıdır.

Isı Yalıtım Hesabı Örneği

3 ‘üncü derece gün bölgesinde bulunan ve dıştan dışa 9 m eninde, 10 m boyunda ve 5,5 m yüksekliğinde olan iki katlı yığma olarak inşaa edilmiş bir konut örnek alınarak Madde 2.2 ’de belirtilen tek hacimli binaya örnek olarak yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı aşağıdaki şekilde hesaplanır.

Isı Yalıtım Hesabı Örneği

Öncelikle binadaki dış duvar, pencere, tavan, taban/döşeme, dış ortamla temas eden döşeme alanı vb. alanlar hesaplanır. Örnek binamızda bu alanlar aşağıdaki gibi hesaplanmıştır.

Pencere alanı,   A_P = 20 m²
Betonarme alanı, A_bet= ((10 x 2 + 9 x 2)x(0,12 x 3)) = 13,7 m²
Dış duvar alanı, A_D= (9 x 5,5 x 2 + 10 x 5,5 x 2 ) – A_P– A_bet
A_D=   173,3 m²
Tavan alanı,      A_T= 9 x 10 = 90 m²
Döşeme alanı,   A_t= 9 x 10 = 90 m²dir.
Dış kapı alanı,     A_k = 2 m²
A_top = 389 m², V_brüt = 9 x 10 x 5,5 = 495 m³
A_n = 0,32 x V_brüt = 0,32 x 495 = 158,4 m²

Daha sonra yapı elemanlarının ayrı ayrı U değerleri hesaplanır. Örnek binamızda yalıtımın standarda uygun olması hedeflenmiştir. Duvarlarda tuğla ve betonarme üzerine dış taraftan l= 0,035 W/mK olan yalıtım malzemesinin kalınlığı 5 cm’dir. Pencereler çok katlı camdır. Tavanda l = 0,040 W/mK olan yalıtım malzemesinin kalınlığı 12 cm’dir. Döşemede l = 0,030 W/mK olan yalıtım malzemesinin kalınlığı 6 cm’dir. Burada anlatılan hesaplamalar Çizelge 7 ve Çizelge 8‘de örnek olarak gösterilmiştir. Ayrıca elemanlarda yoğuşma olmayacak ve ısı köprüsü meydana gelmeyecek şekilde tedbirlerin alındığı kabul edilmiş olup, kat arası betonarme Madde 1.3’te belirtildiği şekilde R direnci 0,8 olacak şekilde yalıtılmıştır. Dolayısıyla yapı elemanlarının “U” değerleri belirtilen klâsik hesap metoduna göre,

U_D= 0,48 W/m²K, U_Dbet= 0,57 W/m²K, U_p= 1,8 W/m²K, U_T= 0,28 W/m²K, U_t=0,43 W/m²K, U_k= 4 W/m²K

Binadan iletim ve taşınım yoluyla olan ısı kaybı “H_T” ise 11 no’lu eşitliğe göre,

H_T = 173,3 x 0,48 + 13,7 x 0,57 + 20 x 1,8 + 0,8 x 90 x 0,28 + 0,5 x 90 x 0,43 + 2 x 4 = 174,50 W/K’dir.

Yukarıdaki iletimle olan ısı kaybı hesabı yapılırken, örnek olarak seçilen binada yönetmelik gereği bütün betonarme bölümler ısı köprüsü meydana getirmeyecek şekilde yalıtıldığından 11 no’lu eşitlikteki l x U_I katkısı ihmal edilmiştir.

Binadan havalandırma ile olan kayıplar için, mekanik havalandırma olmadığından 0,33.n_h.V_n eşitliği kullanılır. Doğal havalandırma olduğundan “n_h” = 0,7 h^-1alınır. Binanın havalandırma hesabında kullanılacak olan hacmi (V_h ) ise 0,7 x V_brüt = 0,7 x 495 = 346,5 m³ bulunur.

Bu durumda;

H_v = 0,33 x 0,7 x 346,5 = 80,04 W/K’dir.

Dolayısıyla binanın özgül ısı kaybı (H);

H = H_T + H_v = 174,5 + 80,04 = 254,54 W/K’dir.

Bina konut olarak kullanılacağı için iç ısı kazançları 5 W/m² olarak alınabilir (Madde 2.2.2). Bu durumda örnek bina için iç kazançlar; A_n x 5 =158,4 x 5 = 792 W’tır.

Güneş enerjisi kazançlarının hesaplanması sırasında kullanılacak olan gölgelenme faktörü için, binanın 3 kattan daha az katlı ve etrafının açık olduğu kabul edilerek ve “r_i,ay“ = 0,8 değeri seçilir (Çizelge 5).

“g_i,ay” değeri pencere sisteminde çok katlı cam kullanılmış olduğu için g_^ değeri olarak 0,75 (Çizelge 6) alınır ve g_i,ay = F_w.g_^ eşitliği kullanılarak hesaplanır. Bu örnekte g_i,ay = 0,80 x 0,75 = 0,60’dır.

“A_i” değerleri, yani her yön için toplam pencere alanları hesaplanır. Örnek olarak seçilen binada aşağıda verilen pencere alanları hesaplanmıştır.

A_güney = 8 m², A_kuzey = 4 m², A_doğu = 4 m², A_batı = 4 m²

“I_i,ay” değerleri ise her ay için Ek C’den alınır. Ocak ayı için örnek olmak üzere Ek C‘den alınan aylık güneş ışınımı şiddeti değerleri aşağıdaki gibidir.

I_güney,ocak      = 72 W/m²
I_kuzey,ocak      = 26 W/m²
I_{batı/doğu,ocak}   = 43 W/m²

“f_s,ocak“ değeri 16 no’lu eşitliğe göre aşağıdaki şekilde hesaplanır.

f_s,ocak = 0,8 x 0,6 x 72 x 8 + 0,8 x 0,6 x 26 x 4 + 0,8 x 0,6 x 43 x 4 + 0,8 x 0,6 x 43 x 4 = 492 W’tır.

Kazanç kullanım faktörünün hesaplanması için önce “KKO_ocak“ 20 nolu eşitliğe göre hesaplanır. Bu eşitlikde gerekli olan “f_I“ ve “f_s,ocak” değerleri ile H değerleri daha önce hesaplanmış idi.

Bina konut olarak kullanılacağı için q_i, Ek B.1’den 19°C alınır.

“q_e,ocak” ise Ek B.2’den alınır. Üçüncü derece gün bölgesi için bu değer -0,3 °C’tur.

KKO_ocak = (792+492) / 254,54 x (19-(-0,3)) = 0,26

Kazanç kullanım faktörü “h_ocak” ise eşitlik 18’e göre;

h_ocak = 1 – e^-1/KKOocak =1-e^-0,26= 0,98

olarak hesaplanır. Bu durumda Ocak ayı için ısı kazançları

h_ocak (f_I + f_s,ocak) = 0,98 x (792 + 492) = 0,98 x 1284= 1258,32 W

olarak bulunur.

Bulunan değerler aşağıdaki eşitlikte yerlerine konulduğunda;

Q_ay = [H (q_i – q_e) – h (f_i,ay + f_s,ay)] . t

Q_ay = [ 254,54 x (19 –(-0,3)) – 1258,32] x 86400 x 30 x 10^-3

Q_ay = 9.471.950 kJ

olarak bulunur.

Buraya kadar yapılan hesaplar her ay için tekrarlanarak toplam ısı kaybı bulunur ve karşılaştırma yapılarak standarda uygunluğu kontrol edilir. Bu hesaplamaların daha kolay takip edilebilmesi için Çizelge 7 (binanın özgül ısı kaybı) ve Çizelge 8 (yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı) örnek olarak verilmiştir.

Not – Hesap örneğinde dış ölçüleri verilen örnek binanın oda yüksekliği 2,60 m’den küçüktür.

Çizelge 7 – Binanın özgül ısı kaybı

1	2	3	4	5	6	7	8
Isı kaybeden yüzey	Binadaki yapı elemanları	Yapı elemanı kalınlığı d (m)	Isıl iletkenlik hesap değeri l_h (W/mK)	Isıl iletkenlik direnci R,(m²K/W)	Isı geçirgenlik katsayısı U(W/m²K)	Isı kaybedilen yüzey A (m²)	Isı kaybı A x U W/K
Duvar Yüzeyleri	R_I ¹)			0,130
	Sıva²)	0,02	1	0,02
	DD taşıyıcı tuğla ³)	0,24	0,5	0,48
	Isı yalıtım malzemesi⁴)	0,05	0,035	1,429
	Sıva²)	0,008	0,35	0,023
	R_e¹)			0,040
Toplam				2,122	0,471	173,3	81,62
Duvar Yüzeyleri (Betonarme)	R_I¹)			0,130
	Sıva²)	0,02	1	0,02
	Betonarme⁵)	0,24	2,5	0,096
	Isı yalıtım malzemesi⁴)	0,05	0,035	1,429
	Sıva²)	0,008	0,35	0,023
	R_e¹)			0,040
Toplam				1,738	0,575	13,7	7,88
Tavan	R_I ¹)			0,130
	Sıva²)	0,02	1	0,02
	Betonarme⁵)	0,12	2,5	0,048
	Isı yalıtım malzemesi⁴)	0,12	0,04	3,000
	R_e¹)			0,080
Toplam				3,278	0,305 x 0,8	90	21,96
Taban/Döşeme	R_I¹)			0,170
	PVC yer döşemesi⁶)	0,005	0,23	0,022
	Şap⁷)	0,030	1,40	0,021
	Isı yalıtım malzemesi⁴)	0,060	0,03	2
	Tesviye şapı⁷)	0,020	1,40	0,014
	Hafif beton⁸)	0,100	1,10	0,091
	R_e¹)			0
Toplam				2,318	0,432 x 0,5	90	19,44
Dış kapı					4	2	8
Pencere					1,8	20	36
Yapı elemanlarından iletim ve taşınım yoluyla gerçekleşen ısı kaybı toplamı =							174,9
¹⁾ Çizelge 1 ‘den alınacaktır. ²⁾ Ek E Sıra no 4‘ten alınmıştır. ³⁾ Ek E Sıra no 7‘den alınmıştır. ⁴⁾ Ek E Sıra no 10 ‘dan alınmıştır. ⁵⁾ Ek E Sıra no 5’ten alınmıştır. ⁶⁾ Ek E Sıra no 9’dan alınmıştır. ⁷⁾Ek E Sıra no 4‘ten alınmıştır. ⁸⁾ Ek E Sıra no 5‘ten alınmıştır.		S AU = U_DA_D + U_p.A_p + 0,8 U_T.A_T + 0,5 U_tA_t + U_dA_d +…. S AU = 174,9 W/KÖzgül ısı kaybı ; H = H_T + H_vİletim ve taşınım yoluyla gerçekleşen ısı kaybı ; H_T = S AU + l U_l Havalandırma yoluyla gerçekleşen ısı kaybı H_v = 0,33 . n_h . V_h= 0,33 x 0,7 x 396 = 91,48 W/K H = H_T + H_v= 174,9 + 91,48 = 266,38 W/K

Çizelge 8 – Yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı

Aylar	Isı kaybı			Isı kazançları			KKO	Kazanç kullanım faktörü	Isıtma enerjisi ihtiyacı
	Özgül ısı kaybı	Sıcaklık farkı	Isı kayıpları	İç ısı kazancı	Güneş enerjisi kazancı	Toplam	KKO	Kazanç kullanım faktörü	Isıtma enerjisi ihtiyacı
	H = H_T+H_v	Q_i–Q_e	H(Q_i–Q_e)	Ø_i	Ø_s	Ø_T=f_i+f_s	γ	n_ay	Q_ay
	(W/K)	(K,°C)	(W)	(W)	(W)	(W)	(-)	(-)	(kJ)
Ocak	266,38	19,3	5.141	792	492	1.284	0,25	0,99	10 030 625
Şubat		19,1	5.088		612	1.404	0,28	0,99	9 585 319
Mart		14,9	3.969		760	1.552	0,39	0,99	6 305 091
Nisan		8,9	2.370		791	1.583	0,66	0,98	2 121 967
Mayıs		4,6	1.225		943	1.735	1,41	0,44	1 196 467
Haziran		0,5	133		993	1.785	13,40	0,24	0
Temmuz		Q_eyüksek	0		966	1.758	0,00	0	0
Ağustos		Q_eyüksek	0		904	1.696	0,00	0	0
Eylül		1,8	479		762	1.554	3,24	0,94	0
Ekim		7,4	1.971		618	1.410	0,71	0,98	1 527 206
Kasım		13,4	3.569		467	1.259	0,35	0,98	6 052 787
Aralık		17,7	4.715		430	1.222	0,25	0,999	9 085 530
Q_ay = [H (q_i – q_e) – h (f_i,ay + f_g,ay)] . t (J) (1k J = 0.278 x 10^-3 kWh)							Q_yıl= S Q_ay =		45 904 992
Toplam ısı kaybı Q_yıl= 0,278 x 10^-3x 45.904.992 (kj) = 12.762 kWh Konutlar için iç ısı kazancı f_i,ay£ 5 . A_n (W) Güneş enerjisi kazancı f_s,ay = S r_i,ay x g_i,ay x I_i,ay x A_i Kazanç kayıp oranı KKO_ay = (f_i,ay + f_s,ay) / H(q_i,ay – q_e,ay) Kazanç kullanım faktörü h_ay = 1 – e^(-1/KKOay) Örnek binadaki kullanım alanı A_n başına düşen yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı; Q = Q_yıl/A_n = 80,56 kWh/m² A_n = 0,32 V_brüt= 158,4 m² A_top/V_brüt = 0,785 oranı 3. bölge için Ek A‘dan alınan Q^ı = 74,2 A/V + 22,5 eşitliğinde yerine konulduğunda örnek bina için olması gereken en büyük ısı kaybı Q^ı = 80,75 kWh/m² bulunur ve hesaplanan Q ile karşılaştırılarak projenin ısı kaybı açısından uygunluğu tanımlanır. Örnekte Q < Q^ı (80,56 < 80,75) olduğundan bu bina için hesaplanan yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacının olması gereken en büyük değerin altında olduğu görülmektedir. O halde bu proje, bu standardda verilen hesap metoduna göre uygundur.

TS 825 Binalarda Isı Yalıtım Kuralları Standardı

TS%20825%20-%20Aral%C4%B1k%202013

Etiketler: Isı Yalıtım • Isı Yalıtım Hesabı

Takip Et

Isı Yalıtım Hesabı Örneği

1

2

3

4

5

6

7

8

Isı kaybeden yüzey

Binadaki yapı elemanları

Yapı elemanı kalınlığı

d (m)

Isıl iletkenlik hesap değeri

lh (W/mK)

Isıl iletkenlik direnci

R,(m2K/W)

Isı geçirgenlik katsayısı

U(W/m2K)

Isı kaybedilen yüzey A (m2)

Isı kaybı A x U W/K

Duvar Yüzeyleri

RI 1)

0,130

Sıva2)

0,02

1

0,02

DD taşıyıcı tuğla 3)

0,24

0,5

0,48

Isı yalıtım malzemesi4)

0,05

0,035

1,429

Sıva2)

0,008

0,35

0,023

Re1)

0,040

Toplam

2,122

0,471

173,3

81,62

Duvar Yüzeyleri (Betonarme)

RI1)

0,130

Sıva2)

0,02

1

0,02

Betonarme5)

0,24

2,5

0,096

Isı yalıtım malzemesi4)

0,05

0,035

1,429

Sıva2)

0,008

0,35

0,023

Re1)

0,040

Toplam

1,738

0,575

13,7

7,88

Tavan

RI 1)

0,130

Sıva2)

0,02

1

l_h (W/mK)

R,(m²K/W)

U(W/m²K)

Isı kaybedilen yüzey A (m²)

R_I ¹)

Sıva²)

DD taşıyıcı tuğla ³)

Isı yalıtım malzemesi⁴)

Sıva²)

R_e¹)

R_I¹)

Sıva²)

Betonarme⁵)

Isı yalıtım malzemesi⁴)

Sıva²)

R_e¹)

R_I ¹)

Sıva²)

Betonarme⁵)

Isı yalıtım malzemesi⁴)

R_e¹)

R_I¹)

PVC yer döşemesi⁶)

Şap⁷)

Isı yalıtım malzemesi⁴)

Tesviye şapı⁷)

Hafif beton⁸)

R_e¹)

¹⁾ Çizelge 1 ‘den alınacaktır.

²⁾ Ek E Sıra no 4‘ten alınmıştır.

³⁾ Ek E Sıra no 7‘den alınmıştır.

⁴⁾ Ek E Sıra no 10 ‘dan alınmıştır.

⁵⁾ Ek E Sıra no 5’ten alınmıştır.

⁶⁾ Ek E Sıra no 9’dan alınmıştır.

⁷⁾Ek E Sıra no 4‘ten alınmıştır.

⁸⁾ Ek E Sıra no 5‘ten alınmıştır.

S AU = U_DA_D + U_p.A_p + 0,8 U_T.A_T + 0,5 U_tA_t + U_dA_d +….

S AU = 174,9 W/KÖzgül ısı kaybı ; H = H_T + H_vİletim ve taşınım yoluyla gerçekleşen ısı kaybı ; H_T = S AU + l U_l

Havalandırma yoluyla gerçekleşen ısı kaybı
H_v = 0,33 . n_h . V_h= 0,33 x 0,7 x 396 = 91,48 W/K

H = H_T + H_v= 174,9 + 91,48 = 266,38 W/K