Faz değişim malzemelerinin ısıl enerji depolama amacıyla yapı elemanlarında kullanılması


Prof. Dr. AYÇA TOKUÇ

Tez Türü: Doktora

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yapı Bilgisi (Dr), Türkiye

Tez Danışmanı: Sadik Cengiz Yesügey,Tahsin Başaran

Tezin Onay Tarihi: 2013

Tezin Dili: Türkçe

Desteklendiği Program: Diğer

Özet:

Günümüzde, yapıların yaşam döngüsü boyunca harcadıkları enerjinin büyük kısmı ısıtma ve soğutma sistemlerinde kullanılmaktadır. Ancak, sadece pasif sistemlerin kullanılmasıyla yapıların yılın büyük kısmında iç ortam konfor koşullarına ulaşılabilmesi olanaklı değildir. Bu amaçla, arasında faz değişim malzemelerinin (FDM) de olduğu, yeni malzeme ve yapı bileşenlerinin kullanımı yaygınlaşmaktadır. Bu çalışmada, FDM'lerin yeni yapı malzemesi olarak ısıl depolama amacıyla yapı bileşeni üretiminde ve dolayısıyla yapı mimarisinde kullanımının getirebileceği olası enerji kazanımını irdeleyebilecek bir yöntem geliştirilmesi amaçlanmıştır.Başlangıçta sorun tanımı, çalışmanın amacı, kapsamı ve yöntemi açıklanmıştır. Daha sonra; ısıl enerji depolama (IED) ve FDM ile ilgili temel kavram ve terimler aktarılmıştır. Buna ek olarak FDM'lerin seçim ölçütleri, FDM kullanılarak tasarlanmış yapı elemanları ve mimari uygulamaları ile ilgili çalışmalar verilmiştir.Bunu takiben, kurgulanan yaklaşım açıklanmıştır. Yaklaşım dört adımdan oluşmaktadır. Bunlar:(1) Kullanılacak FDM ve yapı elemanı detayının belirlenmesi,(2) FDM'nin ve FDM içeren yapı bileşeninin ısıl depolama davranışını ölçmek amacıyla kurgulanan deneysel çalışma,(3) Ticari bir modelleme programı yardımıyla elemanın ısıl davranışının değerlendirilmesi için yapılan sayısal çalışma, ve(4) Gerçekleştirilen simülasyon çalışmaları ışığında yapı elemanı kullanımının sağladığı enerji tasarrufunun hesaplanması ile sonucun değerlendirilmesidir.Kurgulanan yöntem bir örnek üzerinde uygulanarak tartışılmıştır. Seçilen örnek, gizli ısıl depolama sistemine sahip FDM'li bir düz çatının ülkemizdeki dört farklı iklim bölgesinde, sabit sıcaklık kontrollü binaların soğutma yükünü azaltmak amacına ne derecede katkıda bulunabileceğinin incelenmesidir. Sonuçta, FDM ile geliştirilen yeni yapı bileşenlerinin mimaride kullanımına yardımcı olabilecek aktarılan yöntemin sonuçları, çizilen kavramsal çerçeveye ve örnek uygulamalarından elde edilen verilere dayanarak tartışılmış ve konu ile ilgili daha sonraki araştırmalar için önerilerde bulunulmuştur.