ENERJİ TASARRUFU VE ÇEVRE

Sıcaklık ölçeği bazında Fahrenheit ile Celcius ölçeği arasındaki ilişki aşağıdaki eşitlikle verilir;

°C =5x(°F−32)÷9 

Bu durumda;

°C =5x(15−32)÷9 =−9,4°C olarak bulunur. Doğru yanıt B'dir.

Kelvin ve derece Celcius arasındaki ilişki; °C + 273,15 = K'dır. Buna göre;

20+273,15 = 293,15 K'dır.

Doğru yanıt A'dır.

Sıcaklık için farklı birim sistemlerinde farklı ifadeler söz konusu olsa da yaygın olarak kullanılan iki birim derece Celcius (°C) veya Kelvin (K)’dir. Isı, Joule (J) veya Kalori (Cal) ile ifade edilen birimlere sahiptirler. Doğru yanıt A'dır.

Isı aktarımı kısaca enerji aktarımı olarak tabir edilebilir. Isı için belirli aktarım şekilleri söz konusu olup üç farklı mekanizmadan söz edilebilir. Bu mekanizmalar kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyondur:

Kondüksiyon, iletim olarak da adlandırılır. Bir madde içerisinde birbirleriyle etkileşim halinde olan atom veya moleküllerden fazla enerjili atom veya moleküllerin enerjilerini daha az olanlara aktarması veya iletmesidir.

Konveksiyon, taşınım olarak da adlandırılır. Bu iletim şeklinde katı bir yüzey ve bu yüzeyle etkileşim halinde olan belirli bir akışkanlıktaki başka bir yüzey söz konusudur. Enerji transferi bu iki yüzey arasında gerçekleşir. Taşınım olayında adından da anlaşılacağı üzere maddenin bir alandan diğerine taşınması yani yer değiştirmesi söz konusudur.

Radyasyon, ışınım olarak da adlandırılan bu iletim şeklinde elektromanyetik dalgalar ya da fotonlar aracılığıyla ısı transferi söz konusudur. Isı kaynağından çıkan farklı frekans ve faz değerlerine sahip fotonlar bir yüzeye rast geldiğinde, bu yüzey tarafından ya yansıtılırlar, ya absorplanırlar ya da yüzeyin kalınlığına bağlı olarak karşı tarafa iletilirler.

Doğru yanıt D'dir.

Yanan sobada yer alan odun veya kömür radyasyon (ışıma) yoluyla da ısınma mekanizmasına katkı sağlayabilmektedir. Bununla birlikte yanan sobanın ısı transferine katkısı aynı zamanda konveksiyon iledir demek yanlış olmaz. Doğru yanıt B'dir.

Isı yalıtım malzemeleri genel olarak yüksek ısıl dirence yani ısı akışına karşı yüksek mukavemete sahip, ısı kaybını en aza indirecek ve dolayısıyla düşük ısıl iletkenlik katsayılarına sahip hafif malzemelerden oluşmalıdır. Isıl iletkenlik katsayısının düşük olması ortamlar arası ısı veya enerji geçişini zorlaştıracak dolayısıyla yalıtımı arttıracak bir özelliktir. Standartlara uygun yalıtım malzemeleri için ısıl iletkenlik katsayıları genel olarak 0,065W/mK ile verilen değerden daha küçük olmalıdır. Her malzemenin kendine has kullanım koşulları ve maksimum verim için uygun sıcaklık aralıkları söz konusudur. Örneğin taş yünü için, kullanım sıcaklığı aralığı -50°C ile yaklaşık 750°C arasında iken bu değer genleştirilmiş polistren köpük için yaklaşık -50°C ile 80°C arasındadır. Doğru yanıt A'dır.

Cam yünü, taş yünü, polistiren köpükler, poliüretan, fenol köpüğü, cam köpüğü, ahşap yünü levha türü malzemeler binalarda yaygın olarak kullanılan ısı yalıtım malzemelerine örnek olarak verilebilir. Bunun dışında bina tesisatlarında yalıtım da önemli bir yer tutmaktadır. Mineral yünler, elastomerik kauçuk, cam köpüğü, kalsiyum silikat, poliüretan gibi malzemeler tesisatlarda ısı yalıtım malzemeleri olarak yaygın biçimde kullanılmaktadır. Doğru yanıt D'dir.

Binalarda özellikle çatılar binaların yüksekliklerine bağlı olarak doğrudan Güneş ışınlarına maruz kalması beklenen bölgelerdendir. Ayrıca bina için en üst nokta olduğundan dış ortamla ısı alış verişine müsait bir konumu teşkil eder. Dolaysıyla enerji tasarrufu noktasında önem arzetmektedirler. Doğru yanıt C'dir.

Isıl iletkenlik katsayısı W/mK birimi ile ifade edilir. Doğru yanıt B'dir.

Kalorifer sistemleri ısı kaynağı olması bakımından enerji kaybına olası açık bölgeler arasında yer almaktadırlar. Bu bağlamda sistem içerisinde her-hangi bir sızıntı olmaması ek ve bağlantı yerlerinin düzgün montajı ve etkin izolasyonları ciddi oranda ısı kaybının ve tesisatlarda olası yoğuşmaya bağlı olarak gelişebilecek paslanmanın önüne geçecektir. Etkin enerji kullanımı bakımından kalorifer peteklerinin önü uzun perdelerle kapatılmamalı, üzerlerine eşya konulmamalıdır. Kalorifer bağlı olduğu duvarı da ısıtacağı için, hemen duvarla arasına ısı yalıtım plakaları yerleştirilebilir. Doğru yanıt C'dir.

Isı aktarımı kısaca enerji aktarımı olarak tabir edilebilir. Isı için belirli aktarım şekilleri söz konusu olup üç farklı mekanizmadan söz edilebilir. Bu mekanizmalar kondüksiyon, konveksiyon ve radyasyondur.

İletim olarak da adlandırılır. Bir madde içerisinde birbirleriyle etkileşim halinde olan atom veya moleküllerden fazla enerjili atom veya moleküllerin enerjilerini daha az olanlara aktarması veya iletmesidir. Örneğin elimizde tuttuğumuz metal bir çubuğun ucunu kaynar bir suya daldırdığımızda bir süre sonra elimizde hissettiğimiz ısı iletim yoluyla yayılmaktadır. Metalin kaynar su içerisinde yer alan ucundaki atom veya moleküllerin enerjisi artacak ve bunu yakınındaki daha az enerjili atom veya moleküllere aktaracaklardır.

Işınım olarak da adlandırılan bu iletim şeklinde elektromanyetik dalgalar ya da fotonlar aracılığıyla ısı transferi söz konusudur. Isı kaynağından çıkan farklı frekans ve faz değerlerine sahip fotonlar bir yüzeye rast geldiğinde, bu yüzey tarafından ya yansıtılırlar, ya absorplanırlar ya da yüzeyin kalınlığına bağlı olarak karşı tarafa iletilirler.

Taşınım olarak da adlandırılır. Bu iletim şeklinde katı bir yüzey ve bu yüzeyle etkileşim halinde olan belirli bir akışkanlıktaki başka bir yüzey söz konusudur. Enerji transferi bu iki yüzey arasında gerçekleşir. Taşınım olayında adından da anlaşılacağı üzere maddenin bir alandan diğerine taşınması yani yer değiştirmesi söz konusudur. Soba veya kaloriferin bir odayı ısıtması taşınım ile ısı aktarımına örnek olarak verilebilir.

Isı yalıtım malzemeleri genel olarak yüksek ısıl dirence yani ısı akışına karşı yüksek mukavemete sahip, ısı kaybını en aza indirecek ve dolayısıyla düşük ısıl iletkenlik katsayılarına sahip hafif malzemelerden oluşmalıdır. Isıl iletkenlik katsayısının düşük olması ortamlar arası ısı veya enerji geçişini zorlaştıracak dolayısıyla yalıtımı arttıracak bir özelliktir. Standartlara uygun yalıtım malzemeleri için ısıl iletkenlik katsayıları genel olarak 0,065W/ mK ile verilen değerden daha küçük olmalıdır. Bu değerin üzerinde ısıl iletim katsayısına sahip olan malzemeler genel olarak yapı malzemesi sınıfındadır. Bir ısıl yalıtım malzemesinde, ısıl iletim katsayısının yanı sıra, mekanik mukavemet, su emme kapasitesi, yoğunluk, sıcaklığa mukavemet, buhar difüzyon direnci ve yapı boyutlarına bağlı kararlılık durumu gibi özellikler de önem taşır.

Duvarlar bir binanın ana unsurlarından olup, duvarlarda yalıtım duvarın iç yüzünden veya dış yüzeyden yapılabilir. Bununla birlikte iki katmandan oluşan duvarlarda yalıtım malzemeleri iç ve dış duvar arasında kalan bölgelere yerleştirilebilir. Yalıtım esnasında binanın temel ihtiyaçları göz önüne alınarak farklı türden izolasyon malzemeleri kullanılabilir. Enerji verimliliği açısından taşıyıcı tüm duvarlara ısı yalıtımı yapılması gerekmektedir.

Binalarda enerjinin uygun biçimde sarfiyatı noktasında mekanik tesisatlar oldukça önemlidir. Bundan dolayı tesisat sistemlerini oluşturan boru, vana, tank, depo ve benzeri gibi nokta ve bölmelerin doğru şekilde yalıtımı enerji kullanımında tasarruf sağlayacak faktörler arasında yer almaktadır. Tesisatta ısı yalıtımından amaç sıcak ve soğuk hatlarda kayıp-kazanç dengesini sağlamaktır.

Kondüksiyon: İletim olarak da bilinir. Bir ucu ısıtılan metal çubukta ısı kondüksiyon yoluyla yayılır.

Konveksiyon: Taşınım olarak da adlandırılır. Katı bir yüzey ve bu yüzeyle etkileşim halinde olan belirli bir akışkanlıktaki başka bir yüzey söz konusudur. Enerji transferi bu iki yüzey arasında gerçekleşir. Kaloriferin bir odayı ısıtma biçimi konveksiyona bir örnektir.

Radyasyon: Işınım olarak da adlandırılan bu iletim şeklinde elektromanyetik dalgalar ya da fotonlar aracılığıyla ısı iletimi gerçekleşir. Güneş’in Dünya’yı ısıtması bu iletim biçimine örnektir.

Kaynayan su konveksiyonsla ısı iletir. Cezvenin ısınan sapı kondüksiyonla ısı iletimine örnektir. Güneş’in Dünya’yı ısıtması radyasyon iletimine örnektir.

Bir cezvede kaynatılan su için iki tür ısı iletim mekanizmasından söz edilebilir.Kaynayan su konveksiyonsla ısı iletir. Cezvenin ısınan sapı kondüksiyonla ısı iletimine örnektir.