Enerji verimli alternatif yapı malzemelerinin ısıl performanslarının belirlenmesine yönelik deneysel yöntem geliştirilmesi / Development of an experimental method for determination of thermal performances of energy efficient alternative building materials

Abstract

Yapı sektöründe yaygın olarak kullanılan kompozit yapı malzemelerinin ısıl performansının belirlenmesi, ilgili endüstriyel uygulamalar için kritik bir öneme sahiptir. Ancak literatürde ısı iletim katsayılarının hassas ve doğru olarak belirlenmesine yönelik standartlaştırılmış bir cihaz bulunmamaktadır. Homojen yapıdaki ısıl davranışı ölçen mevcut yöntemler ile yapılan ölçümler, düşük doğrulukta sonuçlar vermektedir. Mevcut yöntemler sürekli rejim, geçici rejim ve kalorometrik yöntemler olarak üç ana başlık altında toplanabilir. Bu yöntemlerin tümü ölçüm teknikleri homojen morfolojiye sahip izotropik malzemelerde doğru sonuçlar vermektedir. Ancak başta beton esaslı yapı malzemeleri olmak üzere; izotropik olmayan kompozit morfolojiye sahip malzemelerde doğru sonuçlar elde edilememektedir. Bu duruma neden olan en önemli faktörlerden biri, numune boyutunun büyük olması nedeniyle özel sensör dizaynı gerekmektedir. Sensör ile tek bölgede alınan değerler malzemeye ait ortalama değeri temsil etmemektedir. Çok sayıda bölgede ardışık olarak alınması gerekli ölçümler sırasında dış faktörlerin sabit korunamaması söz konusudur. Ayrıca ölçüm cihazların çok yüksek maliyetlerde olması diğer olumsuz faktörlerden biridir. Tez çalışmasının birincil amacı yukarıda değinilen olumsuzlukları giderecek kompozit malzemelerin ısıl davranışını ölçen endüstriyel adyabatik esaslı bir yöntemin geliştirilmesidir. Bu çerçevede tez çalışması: a. Geliştirilen yöntem kapsamında deney düzeneğinin hazırlanması ve kalibrasyonların yapılması b. Katkı oranı farklı çok sayıda numunenin hazırlanması (katkı oranı ve numune geometrisinden bağımsız ölçülebilirliliğin tespiti için kademeli olarak çok fazla numene hazırlanmıştır) c. Belirli numunelerin mevcut yöntemler ile ısıl davranışının ölçülmesi d. Geliştirilen teknik ile ölçümlerin alınması e. Geliştirilen teknik ile mevcut tekniklerin ölçümler dikkate alınarak karşılaştırılması, şeklinde beş aşamada yürütülmüştür. Bu beş aşamanın yürütülmesi sürecinde, (i) tez çalışmasının katkı oranının ve (ii) dış iklim koşullarının yapı malzemelerinin ısıl davranışına etkisi şeklindeki tez çalışmasının diğer amaçlarına da ulaşılmıştır. Geliştirilen tekniğin güvenilirliğini belirlemek amacıyla homojen yapı malzemeler için yapılan ölçümlerde, ısı iletim katsayısındaki sapma oranı %2 ile %6 arasında olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuç geliştirilen tekniğin güvenilirliğini ölçen en önemli parametrelerden biridir.