Bina Duvarlarının Termofiziksel Özellikleri Arasındaki İlişkileri ile Bu Özelliklerin Dinamik Isıl Karakterlerine Etkilerinin Araştırılması

Abstract

Anahtar KelimelerBina duvarları, Beton, Termofiziksel özellikler, Zaman gecikmesi, Sönüm oranı, CFFT Özet: Binaların ısıtılması ve soğutulması için tüketilen enerjinin artmasıyla birlikte ısıl performansı yüksek olan inşaat malzemelerinin geliştirilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Bu malzemelerin ısıl performansı ise doğrudan termofiziksel özelliklere bağlı olarak değişmektedir. Her ne kadar literatürde her bir termofiziksel özelliğin dinamik ısıl karakterleri olan; faz kayması (TL) ve sönüm oranına (DF) etkisi incelense de, bu özelliklerin birbiri arasındaki ilişkiler göz ardı edilmiştir. Bu çalışmada ise; her bir termofiziksel özelliğin arasındaki ilişki deneysel yöntemler ile elde edilerek, bu özelliklerin DF ve TL üzerindeki etkileri gerçekçi olarak incelenmiştir. Bu yüzden farklı bileşimli 102 beton duvar numunesi üretilerek, termofiziksel özellikleri ASTM ve EN standartlarına göre ölçülmüş ve aralarındaki ilişkiler denklemlerle tanımlanmıştır. Termofiziksel özelliklerin yapıların ısıl karakterlere olan etkisini incelemek amacıyla, analitik çözüm kullanılarak MATLAB tabanlı bir bilgisayar program hazırlanmış ve elde edilen sonuçlar irdelenmiştir. Sonuç olarak, bu yapılan çalışma sayesinde herhangi bir termofiziksel özelliği belli olan bir bina duvar veya tavan malzemelerinin TL ve DF değerleri kolaylıkla bulunabilmektedir. Investigation of Relationships Between Thermophysical Properties of Building Walls and Their Effects on Dynamic Thermal Characteristics KeywordsBuilding walls, Concrete, Thermophysical properties, Time lag, Decrement factor, CFFT Abstract:The growing concern about energy consumption of heating and cooling of buildings has led to a demand for improved thermal performances of building materials. Thermal performance of building structures strictly depend on thermophysical properties of the structures. Many investigations are presented in literature arguing to find the influence of each thermophysical property on time lag (TL) and decrement factor (DF) by keeping the other properties constant. In this context, the purpose of this study is to investigate the effect of each property on heat gain utilizing relationships between the measurement values of thermophysical properties of building materials. Therefore, 102 new concrete wall samples were produced, their thermophysical properties were tested in accordance with ASTM and EN standards, and expressions related between these properties are obtained. By using those expressions, TL and DF values for each building structure are computed from the solution of transient heat transfer problem by applying Complex Finite Fourier Transform (CFFT) technique. A program based on the solution in MATLAB is prepared, and the results are discussed. Consequently, if one of the thermophysical properties of a building wall or roof materials is known, TL and DF can be calculated easily.