Theoretical and experimental investigation of total equivalent temperature difference (TETD) values for building walls and flat roofs commonly used in turkey

Abstract

Bu çalışmada, Türkiye'de inşa edilen binalarda yaygın olarak kullanılan duvar ve düz tavanlar için Toplam Eşdeğer Sıcaklık Farkı (TESF) değerlerinin teorik ve deneysel olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Bu amacı gerçekleştirmek için 2 adet test odasından oluşan deney sistemi Gaziantep Üniversitesi Kampusu'nda inşa edilmiştir. Her bir test odası temel olarak dört farklı duvar, iki farklı düz tavan, ölçüm elemanları, veri toplayıcı, bilgisayar ve klimadan oluşmaktadır. Deneysel sistemde, oda ve dış hava sıcaklıkları ile bütün duvar ve tavanların her katmanının yüzey sıcaklıkları anlık olarak ölçülmüştür. Ölçülen sıcaklıklar kullanılarak bütün duvar ve tavanlar için faz kayması ve sönüm oranları hesaplanmıştır. Daha güvenilir ve daha gerçekçi TESF değerleri elde etmek için, 72 il'de son 10 yıl boyunca (1997?2007) ölçülen saatlik dış hava sıcaklıkları ve güneş ışınımı değerleri Meteoroloji Genel Müdürlüğünden alınmıştır. Bütün duvar ve tavanlar için elde edilen faz kayması ve sönüm oranları kullanılarak 72 şehir için saatlik TESF değerleri hesaplanmıştır. Seçilen bazı yapılar için deneysel çalışmadan elde edilen faz kayması ve sönüm oranını, yapı içerisinde günlük sıcaklık dağılımı, TESF ve ısı kazanımı değerlerini karşılaştırmak amacıyla, daha önceki teorik çalışmada geliştirilen çok katmanlı duvar veya tavan için geçici rejim ısı iletimi probleminin çözümü kullanılmıştır. Yalıtımsız tuğla, ytong, blokbims ve tavan için deneysel verilerden elde edilen sönüm oranları sırasıyla 0.145, 0.045, 0.065 ve 0.48 olurken, aynı yapılar için teorik sonuçlar ise 0.143, 0.043, 0.06, ve 0.428 olarak elde edilmiştir. TESF değerleri, en yüksekten en düşüğe doğru briket, tuğla, XPS, EPS, blokbims, ytong, mantolama sayding duvarlar için elde edilmiştir. Ayrıca, yalıtımsız duvarlar içerisinde blokbims ve ytong duvarlar ısı kaybı ve ısı kazancı açısından, en iyi duvarlar olarak belirlenmiştir.Anahtar kelimeler: Toplam eşdeğer sıcaklık farkları, faz kayması, sönüm oranı, güneş-hava sıcaklığı, ısı kazanımı

Theoretical and experimental investigation of Total Equivalent Temperature Difference (TETD) values for building walls and flat roofs commonly used in Turkey is proposed in this study. An experimental system consisting of two testing rooms are constructed in the University of Gaziantep Campus to perform this purpose. Each testing room consists essentially of four different walls and a roof, measurement elements, data logger, computer and an air conditioner. In the experimental system, inside rooms and outside air temperatures, surface temperature of each layer of the walls and roofs are measured instantaneously. Time lag and decrement factor for all the walls and roofs are calculated using the measured values of the temperatures. Hourly values of solar radiation flux on horizontal surface and outside air temperatures, which have been measured for ten years (1997 to 2007) for 72 cities, are taken from the Turkish State Meteorological Service to obtain more reliable and realistic TETD values. Hourly TETD values for 72 cities in Turkey are computed using time lag, decrement factor obtained for eight types of walls and two types of flat roofs. Theoretical study developed in previous study for solution of transient heat transfer problem for the multilayer walls and flat roofs is used to compare experimental results for the time lag and decrement factor, and daily temperature distribution, TETD and heat gain values of some selected structures. Decrement factors obtained from experimental values for walls of brick, AAC, blokbims and for roof without insulation are 0.145, 0.045, 0.065 and 0.48 while theoretical results for the same structures are obtained as 0.143, 0.043, 0.06, and 0.428, respectively. TETD values of the walls from the highest to the lowest values are obtained as briquette, brick, XPS, EPS, blokbims, AAC, covering and siding walls. Also, the blokbims and AAC walls are determined the best wall types from the wives of heat loss and gain within the walls without insulation.Keywords: Total equivalent temperature difference, time lag, decrement factor, sol-air temperature, heat gain