Türkiye deki Binalara Yönelik Soğutma Yükü Hesabı için Web Tabanlı Yazılım
TÜBİTAK Projesi, 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı, 2010 - 2012
- Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
- Destek Programı: 1001 - Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Projelerini Destekleme Programı
- Başlama Tarihi: Mayıs 2010
- Bitiş Tarihi: Mayıs 2012
Proje Özeti
Bir bina veya mahalin ısıtma ve soğutma yüklerinin hesaplanması, mahalin konfor şartlarını sağlamak için gerekli olan ısıtma ve soğutma cihazlarının tip ve boyutunun belirlenmesindeki en önemli adımdır. Bir binanın duvar, döşeme ve çatı gibi opak yapı elemanları, pencere ve kapı gibi saydam yapı elemanlarının özellikleri ile birlikte mahalde kullanılan cihaz, aydınlatma ve mahalde yaşayan insanlar mahalin ısı yükünü belirlemektedir. Binalardaki ısı yükünü etkileyen birçok etken vardır, bunlardan bazıları şunlardır: ısının duvardan, tavandan, zeminden, kapı ve pencerelerden kaybı, pencerelerden gelen radyasyon ve bunun duvar ve çatı sıcaklığını etkilemesi, binaların ısıl özellikleri (yalıtım, gaz geçirgenliği, yüzey emiciliği), binanın ısı yükü ve buna bağlı olarak iç sıcaklık değişimindeki gecikmeler. Yaz şartlarında bina içerisinde oluşan ısı yükünün uzaklaştırılması istenilirken, kış şartlarında ısı kayıplarının karşılanması istenir. Bu ikilemin çözülebilmesi için ısıtma ve soğutma yüklerinin özenle analiz edilmesi gerekmektedir.
Ülkemizde ısıtma sistemi tasarım hesapları, Bayındırlık ve İskan Bakanlığı tarafından 2008 yılında çıkarılan “Bina Enerji Performansı” yönetmeliğinde belirtildiği gibi TS 2164 standardına göre yapılır. Soğutma yükü binaların enerji performansında önemli olduğu kadar insan sağlığı ve enerji ekonomisi bakımından da oldukça önemlidir. Soğutma yükü hesaplamalarını etkileyen çok sayıda değişken birbirinden bağımsız olup genellikle tanımlamaları zordur. Soğutma yükünü meydana getiren pek çok bileşenin gün boyunca önemli değişimler göstermesi, soğutma yükü hesaplarını karmaşık bir hale getirmektedir. Bu çalışmada standart soğutma yükü hesabı olarak, ASHRAE’nin önerdiği en son yöntem olan RTS (Işınım zaman serileri) yöntemi kullanılmıştır. RTS metodu soğutma yükü hesaplamalarını gerçekleştiren ısı dengesi (HB) metodundan türetilmiştir. RTS diğer basit metotların yerine kullanılmaktadır. Örneğin soğutma yükü sıcaklık farkı/güneş soğutma yükü/soğutma yükü faktörü metodu (CLTD/SCL/CLF), toplam denk sıcaklık farkı/zaman ortalaması metodu Eşdeğer Sıcaklık Farkı (TETD/TA) ve transfer fonksiyonu metodu (TFM). RTS metodu gecikmeli ışınım ısı kazançlarının geçmiş günlerin her birindeki aktif soğutma yüküne etkisini hesapladığından dolayı çok net sonuçlar verebilmektedir.
Bu çalışmada, RTS hesaplama yöntemi ve prosedürleri ülkemiz iklim ve bina şartlarına uygulanacak ve web tabanlı bir yazılım geliştirilmiştir. Tasarımcılar ve mühendisler bu sistemin potansiyel kullanıcıları olarak yazılımı internet ortamında ücretsiz olarak kullanabileceklerdir. Bu yaklaşım; yeni ve eski binaların soğutma yükü hesaplamalarında önemli bir motivasyon aracı olacak ve sonuç olarak enerjiyi etkin kullanan sistem tasarımları geliştirmeyi sağlayacaktır. Web tabanlı yazılımın kullanıcı arayüzü kullanıcı dostu olacak, kullanıcıların veri girişini kolaylaştıran görsel bileşenler kullanarak hatalı girişler azaltılacaktır. Örneğin arayüzde kullanıcıların gireceği değerler giriş parametrelerinin değer aralıkları ile sınırlandırılacaktır. Hazırlanan yazılım ile binanın yerleşimi, pencerelerin yerleri, duvar, çatı, cam bölmeler, dış kaplama gibi yapı elemanlarının soğutma yükü üzerindeki etkilerinin araştırılması ve karşılaştırılması kolayca sağlanacaktır.
Proje ekibinde yürütücü olarak Harran Üniversitesi Mühendislik Fakültesi termodinamik Anabilim Dalı ’nda görev yapan Yrd. Doç. Dr. M. Azmi AKTACİR, aynı birimde görev yapan Prof. Dr. Bülent YEŞİLATA ve aynı fakültenin Bilgisayar Mühendisliği öğretim elemanı Yrd. Doç. Dr. M. Akif NACAR araştırmacı olarak yer almaktadır. İkisi Makine Mühendisliğinde biri de Bilgisayar mühendisliğinde olmak üzere üç yüksek lisans öğrencisi projede bursiyer olarak proje süresince çalıştırılmıştır. Proje süresi 24 aydır.
Sunulan proje genel olarak; Türkiye’nin tüm illeri için dış hava tasarım sıcaklıklarının tespit edilmesi, ülkemizde kullanılan yapı elemanlarının (duvar, çatı, döşeme, pencere, kapı) belirlenmesi ve bunlara ait RTS yönteminde kullanılan CTS değerlerinin belirlenmesi, optimum yapı elemanları tip ve boyutlarının tespiti, RTS yönteminin çalışma algoritmasının belirlenmesi, bu algoritmaya uygun olarak web tabanlı yazılım ve web arayüzü geliştirilmesi aşamalarından oluşmaktadır.