Farklı yalıtım malzemeleri için bina duvar yapılarının sayısal olarak incelenmesi

Binalar, dünyanın enerji tüketiminin yaklaşık %30'unu ve sera gazı emisyonlarının kaynaklarını oluşturan en fazla enerji tüketen sistemler arasında kabul edilmektedir. Kullanıcı konforunu korurken termal davranışı iyileştirmek dünya çapında giderek daha önemli hale gelmiştir. Bina duvarlarında kullanılan yalıtım malzemeleri, binanın termal yükünü hafifletmede önemli bir etkiye sahiptir. Bu tezde, bina duvar yapısının sayısal analizi açık sonlu fark tekniği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Enerji dengesi denklemleri, çok katmanlı duvarın her katmanı için yazılmış ve açık sonlu fark yöntemi kullanılarak her düğüm noktası için ayrıklaştırılmıştır. Önerilen model, tek katmanlı duvarın analitik çözümü ile doğrulanmıştır. Daha sonra, çok katmanlı bir duvar analizi yürütülmüş ve daha önce yayınlanmış sayısal verilerle doğrulanmıştır. Bu çalışmada, iç sıva, içi boş tuğla, yalıtım malzemeleri ve dış sıva gibi dört katmandan oluşan bina duvarlarının termal örüntüsü incelenmiştir. Analiz, Türkiye'de yaz aylarında Akdeniz iklimine sahip bir şehirde 4 güne ait gerçek hava durumu verileri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İncelenen model, bilgisayar programlama dili MATLAB'da kodlanmıştır. Bina duvarının iç yüzey sıcaklığının zamana bağlı değişimi elde edildi. Sonuçlar, 24 saatin sonunda farklı malzemeler için sıcaklıkların şu şekilde olduğunu gösterdi: Perlit yaklaşık 41°C'ye, Taş Yünü yaklaşık 42°C'ye, Silika Aerojel yaklaşık 38°C'ye ve XPS yaklaşık 39°C'ye ulaştı. Sonuçlar, silika aerojel malzemesinin binalardaki termal yükü azaltmada önemli bir role sahip olduğunu gösterdi.