ISITMA HAVALANDIRMA VE İKLİMLENDİRME. 1. ISITMA TESİSATI.

... konulu sunumlar: "ISITMA HAVALANDIRMA VE İKLİMLENDİRME. 1. ISITMA TESİSATI."— Sunum transkripti:

1 ISITMA HAVALANDIRMA VE İKLİMLENDİRME

2 1. ISITMA TESİSATI

3 TSE 825 ISI YALITIM STANDARDI Bu standard, binalarda net ısıtma enerjisi ihtiyaçlarını hesaplama kurallarına ve binalarda izin verilebilir en yüksek ısıtma enerjisi de ğ erlerinin belirlenmesine dairdir.

4 Kapsam Yeni yapılacak olan binalar : Bu standard, yeni in ş a edilecek binaların ısıtma enerjisi ihtiyacını hesaplama kurallarını, izin verilebilecek en yüksek ısı kaybı de ğ erlerini ve hesaplama ile ilgili bilgilerin sunu ş ş eklini kapsar. Mevcut binalar : Mevcut binaların tamamına veya ba ğ ımsız bölümlerinde yapılacak olan esaslı tamir, tadil ve eklemelerdeki uygulama yapılacak olan bölümler için bu standardda verilen ısıl geçirgenlik kat sayılarına (Ek A.3) e ş it ya da daha küçük de ğ erlerin sa ğ lanması bakımından uyulmalıdır. Bu standard, binalarda ısıtma enerjisi ihtiyacının hesabına yönelik bir metod belirlemektedir. Di ğ er amaçlarla olan enerji ihtiyaçları bu standardın kapsamı dı ş ındadır.

5 Amaç Bu standardın amacı, ülkemizdeki binaların ısıtılmasında kullanılan enerji miktarlarını sınırlamayı, dolayısıyla enerji tasarrufunu artırmayı ve enerji ihtiyacının hesaplanması sırasında kullanılacak standart hesap metodunu ve de ğ erlerini belirlemektir. Bu standart ayrıca a ş a ğ ıdaki amaçlarla da kullanılabilir: Yeni yapılacak bir binaya ait çe ş itli tasarım seçeneklerine bu standartta açıklanan hesap metodunu ve de ğ erlerini uygulayarak, ideal enerji performansını sa ğ layacak tasarım seçene ğ ini belirlemek,

6 Mevcut binaların net ısıtma enerjisi tüketimlerini belirlemek, Mevcut bir binaya yenileme projesi uygulamadan önce, uygulanabilecek enerji tasarruf tedbirlerinin sa ğ layaca ğ ı tasarruf miktarlarını belirlemek, Bina sektörünü temsil edebilecek muhtelif binaların enerji ihtiyacını hesaplayarak, bina sektöründe gelecekteki enerji ihtiyacını milli seviyede tahmin etmek.

7 Uygulama alanı Bu standart a ş a ğ ıda belirtilen binalarda uygulanır: Konutlar, Yönetim binaları, İş ve hizmet binaları, Otel, motel ve lokantalar, Ö ğ retim binaları, Tiyatro ve konser salonları, Kı ş lalar, Ceza ve tutuk evleri,

8 Müze ve galeriler, Hava limanları, Hastaneler, Yüzme havuzları, İ malât ve atölye mahalleri, Genel kullanım amaçları dolayısıyla iç sıcaklıkları asgari 15°C olacak ş ekilde ısıtılan i ş yerleri ile endüstri ve sanayi binaları, Yukarıda belirtilen amaçların birkaçına yönelik olarak veya bunlara benzer amaçlar için kullanılan binalar. Not - Bu standartta yıllık ısı ihtiyacı hesabında kullanılacak olan; binaların iç sıcaklık de ğ erleri Ek b’de Madde B.1, dı ş sıcaklık de ğ erleri Madde B.2, illerin bulundu ğ u derece gün bölgeleri ise Ek D’de verilmi ş tir.

9 Genel Açıklamalar İ nsanların barındı ğ ı veya çalı ş tı ğ ı binalarda, sıcaklık etkilerinden korunma, insan sa ğ lı ğ ı, onarım giderleri, yakıt ekonomisi ve ilk yapım giderleri yönlerinden önemlidir. Sıcaklık etkilerinden yeterli olarak korunma, sa ğ lı ğ a uygun, bir iç iklimsel çevrenin sa ğ lanmasının temel ş artıdır. Hacimlerin ısıtma enerjisi ihtiyacı ve bunu sa ğ lamak için yapılan ısıtma giderleri hacmi çevreleyen bile ş enlerin ısı yalıtım ve ısı depolama özelliklerine ba ğ lıdır. Sıcaklık etkilerinden yeterince korunma hacmi çevreleyen yapı bile ş enlerinin yüzeylerinde su buharı yo ğ u ş masını önler. Bile ş enlerde sıcaklık de ğ i ş imlerinin olu ş turdu ğ u hareketleri küçültür ve böylece yapıda bu olaydan ileri gelebilecek zararları önleyerek, yakıt giderlerini azaltmakla birlikte, binanın bakım ve onarım giderlerini de azaltır. Binanın projelendirme döneminde alınacak önlemler (örne ğ in, bina yerinin do ğ ru seçilmesi) ısıtma enerjisi ihtiyacını etkileyebilir. Rüzgâr etkisi altındaki bir binada ısı kaybı, kom ş u binalar, bitki ve a ğ açlarla korunmu ş olanlara oranla daha çoktur. Bina dı ş yüzeylerini büyütmenin ısı kaybını da o oranda artıraca ğ ı, projelendirme döneminde göz önünde tutulmalıdır.

10 Ayrık bir binadaki ısı kaybı, aynı büyüklük ve in ş aat biçiminde yapılan biti ş ik düzendeki ba ş ka bir binaya göre daha fazladır. Bir bina içindeki odaların birbiri ile olan ili ş kisi (örne ğ in, ısıtılan hacimlerin yan yana veya üst üste yerle ş tirilmesi) büyük önem ta ş ır. Isı kaybını önlemek için, bina giri ş lerinde rüzgârlık yapılmalıdır (dı ş kapıdan ayrı olarak kendili ğ inden kapanan ikinci bir kapı düzeni). Büyük pencere yüzeyleri, (çift yüzeyli pencere, biti ş ik pencere, özel birle ş tirilmi ş çok katlı camlı pencere bile olsa) ısı kaybını ço ğ altır. Kö ş e odalarda, pencerelerin binanın dı ş duvarlarından yalnız birinde olması, ısı etkilerinden korunma yönünden daha do ğ rudur. Bacalar ve tesisat boruları dı ş duvarlar üzerinde bulunmamalıdır. Bu önlem yakıttan tam yararlanma, baca gazlarının so ğ umasını, bacanın kurum tutmasını, tesisat borularının donmasını önleme bakımlarından önemlidir. Duvar ve dö ş emelerin ısı depolama özelli ğ i, kı ş ın ısıtmanın durması hâlinde çabuk bir so ğ umayı, yazın da özellikle güne ş etkisi altında bulunan hacimlerde, iç ortam hava sıcaklı ğ ının gündüz saatlerinde a ş ırı yükselmesini önlemek bakımından gereklidir. Isı depolama özelli ğ i, yapı bile ş eninin kütlesi ve yapıldı ğ ı malzemenin özgül ısısı ile do ğ ru orantılıdır.

11 1.1.Binanın ısıtma enerjisi ihtiyacını etkileyen faktörler Bina özellikleri: İ letim, ta ş ınım ve havalandırma yoluyla gerçekle ş en ısı kayıpları (varsa ısı geri kazanımı) ve ısıl kapasite, Isıtma sisteminin karakteristikleri: Özellikle kontrol sistemleri ve ısıtma sisteminin, ısıtma enerjisi ihtiyacındaki de ğ i ş melere cevap verme süresi, İ ç iklim ş artları: Binayı kullananların istedi ğ i sıcaklık de ğ eri, binanın farklı bölümlerinde ve günün farklı zamanlarında bu sıcaklık de ğ erlerindeki de ğ i ş meler, Dı ş iklim ş artları: Dı ş hava sıcaklı ğ ı, hakim rüzgârın yönü ve ş iddeti, İ ç ısı kazanç kaynakları: Isıtma sistemi dı ş ında, ısıtmaya katkısı olan iç ısı kaynakları, yemek pi ş irme, sıcak su elde etme, aydınlatma gibi amaçlarla kullanılan ve ortama ısı yayan çe ş itli cihazlar ve insanlar, Güne ş enerjisi: Pencere gibi saydam bina elemanlarından ısıtılan mekâna do ğ rudan ula ş an güne ş enerjisi miktarı.

12 Bu standardda belirtilen hesap metodunda, iletim, ta ş ınım ve havalandırma yoluyla gerçekle ş en ısı kayıpları ile iç ısı kazançları ve güne ş enerjisi kazançları dikkate alınmı ş tır. Bu standardda, yapı elemanını olu ş turan malzemelerin su buharı geçi ş ine gösterdikleri dirence ve malzemelerin sırasına ba ğ lı olarak su buharının gaz hâlinden sıvı hâle geçmesi, yani yo ğ u ş ması ihtimali oldu ğ undan malzemelerin ısıl iletkenlik de ğ erlerindeki kötüle ş me Ek F’de tanımlanan metodla yo ğ u ş manın olup olmayaca ğ ı incelenmelidir.

13 1.2. Yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı sınır değerleri Bu standard, Madde 1.1’deki etkenlerin hesaba katılmasıyla binaların ısıtma enerjisi ihtiyacının hesaplandı ğ ı bir metod belirlemektedir. Bu metodla hesaplanan binanın yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı Atop/Vbrüt oranına göre; EK A’da Madde A.1 ve Madde A.2’de verilen de ğ erleri a ş mamalıdır. Yeni binaların tasarımı a ş amasında, bu standardda verilen hesap metodu kullanılarak, binanın enerji ihtiyacı bu standardda verilen sınırları a ş mayacak ş ekilde hesaplanmalı ve malzeme seçimi, eleman boyutlandırılması ve ayrıntılı çözümlerinin de belirtildi ğ i bir ısı yalıtım projesi hazırlanmalıdır. Not: Atop: Dı ş duvar, tavan, taban/dö ş eme, pencere, kapı vb. yapı bile ş enlerinin ısı kaybeden yüzey alanlarının dı ş ölçülere göre bulunan toplamı. Birimi “m2”dir. Vbrüt: Binanın ısı kaybeden yüzeylerini çevreleyen ve dı ş kabu ğ un ölçülerine göre hesaplanan hacim. Birimi “m3” tür.

14 Hesap Metodu Isıtma tesisatında ilk adım, odaların ısı kaybı hesabının yapılmasıdır. Bu hesaplamada odanın istenilen belirli bir sıcaklık düzeyinde kalabilmesi için gerekli ısı ihtiyacı bulunur. Burada hareket noktası, belirli iç ve dı ş sıcaklık ş artlarında odadan dı ş arıya olan ısı kaybı miktarının hesaplanmasıdır. Odadan dı ş arıya geçen ısı, ta ş ınım, iletim ve sızıntı yoluyla olu ş an kayıpların toplamıdır.

15 Qo=bir ortamdan di ğ er ortama geçen ısı miktarı (W) U=Yapı bile ş eninin toplam ısı geçirgenlik katsayısı (W/m2.K) A=Yapı bile ş eninin yüzey alanı (m2) Δ T=yapı bile ş eninin iki tarafındaki sıcaklık farkı (K) Ş ekilde T1 sıcaklı ğ ındaki iç ortamdan duvara do ğ ru ta ş ınımla ısı geçi ş i olmaktadır. Ty1 sıcaklı ğ ındaki duvar iç yüzeyinden Ty2 sıcaklı ğ ındaki duvar dı ş yüzeyine do ğ ru iletimsel bir ısı geçi ş i söz konusudur. Ty2 sıcaklı ğ ındaki dı ş yüzeyden, T2 sıcaklı ğ ındaki dı ş ortama ise ta ş ınım yoluyla ısı geçi ş i olmaktadır.

16 Toplam ısı geçirgenlik katsayısı U, çe ş itli kalınlıklardaki katmanlardan(iç sıva, delikli tu ğ la, dı ş sıva gibi) olu ş an yapı bile ş eninin 1 m 2 sinden 1°C lik sıcaklık farkı bulunması durumunda saatte kj cinsinden geçen ısı miktarını vermektedir. Her bir yapı bile ş eninin ısıl iletkenlik hesap de ğ erleri λ (W/m.K) Ek-E’deki çizelgelerden bulunabilir. d=yapı malzemesinin kalınlı ğ ı (m) α iç= iç yüzeyin yüzeysel ısı ta ş ınım katsayısı (W/m2.K) α dı ş = dı ş yüzeyin yüzeysel ısı ta ş ınım katsayısı (W/m2.K) 1/ᴧ=toplam ısı iletkenlik direnci (m2K/W)

17 Yüzeysel ısı taşınım dirençleri 1/ α

18 Isı Geçirgenlik Katsayılarının Hesabı duvarın ısı geçirgenlik direnci

19 Döşemenin ısıl geçirgenlik direnci

20

21

22 1. derece gün bölgesinde 160 m 2 tabanlı, 4 katlı (12 m yükseklikte) tek bölgeli (Bkz. TS 825 2.1) ısıtma uygulanan binamız için yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı a ş a ğ ıdaki ş ekilde hesaplanmı ş tır. (Balkon kapıları tamamı camlı kapı olara kabul edildi ğ inden pencere gibi i ş lem görecektir).

23 Yapı elemanlarından iletim ve ta ş ınım yoluyla gerçekle ş en ısı kaybı toplamı, U D = Dı ş duvarın ısıl geçirgenlik katsayısı (W/m 2 K) U P = Pencerenin ısıl geçirgenlik katsayısı (W/m 2 K) U T = Tavanın ısıl geçirgenlik katsayısı (W/m 2 K) U t = Zemine oturan tabanın/dö ş emenin ısıl geçirgenlik katsayısı (W/m 2 K) U d = Dı ş hava ile temas eden tabanın ısıl geçirgenlik katsayısı (W/m 2 K) U disc = Dü ş ük sıcaklıklardaki iç ortamlar ile temas eden yapı elemanlarının ısı geçirgenlik katsayısın(W/m 2 K) Çatı dö ş emesi do ğ rudan dı ş hava ile temas ediyorsa formülde yer alan U T nin önundeki 0.8 olan katsayı 1 olarak alınır.

24 Isı Geçişi Olan Alanların Hesaplanması

25

26 Isı geçi ş i yoluyla gerçekle ş en ısı kaybı Hi a ş a ğ ıdaki formülden hesaplanır. Isı köprüleri varsa, ısı köprüsü uzunlu ğ u l (m) ve ısı köprüsünün do ğ rusal geçirgenli ğ i Ui (W/mK) de ğ erleri formüldeki yerine yazılır. Isı köprüsü, biti ş ik yüzeye göre bile ş imi de ğ i ş ik, ısı kaybı binanın ortalama ısı kaybından daha yüksek ve kı ş ın kararlı durum için iç yüzey sıcaklı ğ ının daha dü ş ük oldu ğ u bölümdür. Cepheye dik bölme duvarlarının, kolon, kiri ş ve dö ş emelerin mümkünse mutlaka yalıtılmaları gerekir. Ancak balkon vb.gibi ısı köprüsü olu ş turan ve yalıtımı çok zor olan bölgeler varsa ısı köprülerinin de dikkate alınması gerekir. 1 °C sıcaklık farkı ba ş ına özgül ısı kaybı (H) a ş a ğ ıdaki formülden hesaplanabilir. Hh do ğ al havalandırma yoluyla gerçekle ş en ısı kaybıdır. Formüldeki Vh havalandırılan hacim olup n h hava de ğ i ş im sayısı (1/h) milli veya milletlerarası yetkili kuru ş lardan verilmi ş uygunluk belgesine sahip firmaların pencere sistemleri kullanılıyorsa1, de ğ ilse 2 olarak alınır.

27

28

29 Aylık ortalama iç kazançlar ( φ i,ay) İ ç kazançlar a ş a ğ ıda verilenleri kapsar: - İ nsanlardan kaynaklanan metabolik ısı kazançları, - Sıcak su sisteminden kaynaklanan ısı kazançları, - Yemek pi ş irme i ş leminden kaynaklanan ısı kazançları, - Aydınlatma sisteminden kaynaklanan ısı kazançları, - Binalarda kullanılan muhtelif elektrikli cihazlardan kaynaklanan ısı kazançları. Konutlarda, okullarda ve normal donanımlı (büro binaları vb.) binalarda iç kazançlar olarak birim kullanım alanı ba ş ına en fazla 5 W/m2 alınırken; yemek fabrikaları gibi pi ş irme i ş leminin a ğ ırlıklı oldu ğ u binalarda, normalin üstünde elektrikli cihaz çalı ş tırılan binalarda (aydınlatmanın sadece elektrikle sa ğ landı ğ ı binalar, tekstil atölyeleri, vb.) veya etrafa ısı veren sanayi cihazların kullanıldı ğ ı binalarda, iç kazançlar için birim dö ş eme alanı ba ş ına en fazla 10 W/m2 de ğ eri alınır. Konutlarda, okullarda ve normal donanımlı binalarda........... φ i,ay ≤ 5 x An (W) Yüksek iç enerji kazançlı binalarda........................................ φ i,ay ≤ 10 x An (W) An : Bina kullanım alanı (m2) An = 0,32 x Vbrüt............................................. Vbrüt : Binanın ısıtılan brüt hacmi (m3)

30 Aylık ortalama güne ş enerjisi kazançları ( φ s,ay) Bu madde pencerelerden sa ğ lanan do ğ rudan güne ş ı ş ınımının hesaplanmasını tarif etmektedir. Pasif güne ş enerjisi sistemlerinden sa ğ lanacak kazançlar ihmal edilmi ş tir. Aylık ortalama güne ş enerjisi kazançları ( φ s,ay); binanın durumuna ba ğ lı olarak Çizelge 5’te verilen gölgelenme faktörü (ri,ay) de ğ erleri do ğ rudan alınıp a ş a ğ ıdaki e ş itlik kullanılarak da hesaplanabilir. Aylık ortalama güne ş enerjisi kazancı ( φ s,ay) a ş a ğ ıdaki e ş itlikle hesaplanır. φ s,ay = Σ ri,ay x gi,ay x Ii,ay x Ai..................................................... ri,ay : “i” yönünde saydam yüzeylerin aylık ortalama gölgelenme faktörü, gi,ay : “i” yönündeki saydam elemanların güne ş enerjisi geçirme faktörü, Ii,ay : “i” yönünde dik yüzeylere gelen aylık ortalama güne ş ı ş ınımı ş iddeti (W/m2), Ai : “i” yönündeki toplam pencere alanı (m2) dır. Ii,ay de ğ erleri Ek C’den alınır.

31 Güne ş enerjisi geçirme faktörü : gi,ay = Fw.g ⊥ Burada; Fw : Camlar için düzeltme faktörüdür. Fw = 0,8 alınır. g ⊥ : Laboratuvar ş artlarında ölçülen ve yüzeye dik gelen ı ş ın için güne ş enerjisi geçirme faktörüdür. Ölçü de ğ erlerinin olmaması durumunda “g ⊥ ” için a ş a ğ ıdaki de ğ erlerler kullanılabilir.

32 Kazanç kullanım faktörü ( η ) İ ç kazançlar ve güne ş enerjisi kazançlarının toplamının, ısıtma enerjisi ihtiyacının azaltılması açısından faydalı enerji olarak kabul edilmesi her zaman uygun olmaz. Çünkü ısı kazançlarının yüksek oldu ğ u sürelerde, kazançlar anlık kayıplardan fazla olabilir veya kazançlar ısıtmanın gerekmedi ğ i zamanlarda gelebilir. İ ç ortam sıcaklık kontrol sistemi mükemmel de ğ ildir ve yapı elemanlarının bünyesinde bir miktar ısı depolanır. Bu nedenle iç kazançlar ve güne ş enerjisi kazançları bir yararlanma faktörü ile azaltılır; bu faktörün büyüklü ğ ü, kazançların ve kayıpların ba ğ ıl büyüklü ğ üne ve binanın ısıl kütlesine ba ğ lıdır.

33 Aylık ortalama kazanç kullanım faktörü, a ş a ğ ıda verildi ğ i gibi hesaplanmalıdır. η ay = 1 - e(-1/KKO ay) KKOay : Kazanç / kayıp oranı olup, a ş a ğ ıda verildi ğ i gibi hesaplanmalıdır. KKOay = ( φ i,ay + φ s,ay) / H( θ i,ay - θ e,ay) θ i,ay : Aylık ortalama iç ortam sıcaklı ğ ı [Ek B, Madde B.1’den alınır(°C)], θ e,ay : Aylık ortalama dı ş hava sıcaklı ğ ı [ Ek B, Madde B.2’den alınır(°C)], φ i,ay : Aylık iç kazançlar [Madde 2.2.1.2’ye göre hesaplanır (W)], φ s,ay : Aylık ortalama güne ş enerjisi kazancı [Madde 2.2.1.3 ’e göre hesaplanır (W)] dır. KKOay oranı 2,5 ve üzerinde oldu ğ unda o ay için ısı kaybı olmadı ğ ı kabul edilir.

34 Örnek:

35

36

37 1 kJ=0,278x10 -3 kWh

38 Hesabın standarda uygunlugunun saptanması 1.adım: kar ş ıla ş tırmada odanın net yüksekli ğ inin 2,6 metreden yüksek olup olmadı ğ ına bakılır. 2,6 m den büyükse Vbrüt lü ifade kullanılır. 2,6 m den küçük veya e ş itse An li ifade kullanılır. Örnekte oda yüksekli ğ i 2,6 m oldu ğ undan