Kalorifer Tesisatı Tasarımında Dış Hesap Sıcaklıkları İçin Yeni Değerler Önerisi:

 

1-- Makro ölçekte sera etkisiyle hızlanan küresel ısınma ve neden olduğu iklim değişikliklerine bağlı olarak  dış ortam sıcaklıklarının yükselmesi ise, projelendirilen ısıtma tesisatı boyutları ile ısıtma amaçlı enerji tüketimi verimliliğini doğrudan etkildiği için halen kullanmakta olduğumuz dış hesap sıcaklıklarının yeniden irdelenmesini gerektirmektedir.

 

2--Isıtma yükü hesabı yapılıyorsa, geçmişte söz konusu yörede kaydedilen en düşük sıcaklık değerini esas almak, çok büyük bir ısının gereksiz yere harcanması anlamına gelmektedir.Bu durum aynı zamanda imalat ve işletme maliyetlerini de büyük tutacaktır.

 

3-- Dış Hava Sıcaklığı Hesaplanmasında;  Kış dış hesap sıcaklığı için; en düşük sıcaklığın veya uzun seneler için en düşük sıcaklıkların ortalamasının  alınması yöntemi uygulandığı gibi Ocak ayı veya en düşük ayın saatlerinin % 1.0, % 2.5, % 5 ve % 10’unda veya altında rastlanan dış sıcaklık değerinin kullanılması, aylık en düşük kuru termometre sıcaklığı ortalamasının seçimi vs  başvurulan çeşitli yöntemlerdir. normal binalar için gerekli dış hesap sıcaklıkları % 2.5 risk ile seçilmektedir.Kanada da Kanada’nın en soğuk ayı olan Ocak ayı referans alınarak hesaplanmaktadır.Genellikle dış hesap sıcaklığı % 97.5’a denk gelen değerdir.

 

3.1--Alman yönteminin;günlük sıcaklık ortalamalarından dış hesap sıcaklıklarını türettiği ve 12 yıllık gözlem süreli Amerikan yöntemine kıyasla, 20 yıl gibi 8 yıl daha uzun bir gözlem süresi ele almaktadır.

3.2--Alman hesap yönteminde; Alman metodu olan DIN 4108’de ve benzer şekilde DIN 4701'e uygun ısı kaybı hesabında, bir yerin dış hava sıcaklığı için 20 yıllık zaman dilimi içinde on kez düşülen veya altına inilen en düşük iki günlük ortalama hava sıcaklığı değeri esas alınmaktadır. Isı yükü hesaplamalarında bu sıcaklık, yapı türünün ağırlığına bağlı olarak belirlenen dış sıcaklık düzeltmesi 2 °C ve ya 4 °C artırılarak kullanılmaktadır.

 

4-- Adıyaman için 1986-2006 yılı dış sıcaklık verileri dikkate alındığında Alman yöntemine göre dış hava sıcaklığı -3°C olmaktadır.TS 2164 Adıyaman ili için dış hava sıcaklığı olarak -9°C önermektedir.-9°C Adıyaman ‘da son 20 yılda en düşük değer olarak bile kaydedilememiştir.

 

4.1-- Hakkari için 1986-2006 yılı dış sıcaklık verileri dikkate alındığında Alman yöntemine göre dış hava sıcaklığı -16°C olmaktadır.TS 2164 Hakkari ili için dış hava sıcaklığı olarak -24°C önermektedir.-24°C Hakkari’de son 20 yılda en düşük değer olarak bile kaydedilememiştir.

 

5-- Isıtma konusunda Türk Standartları’nın henüz hazırlanmamış   olması dolayısıyla muhtelif teşekküllerin ısıtma    projelerinde kendilerinin kabul etmiş oldukları kurallara uyulmasını arzu etmeleri ve bazı hallerde bu kuralların birbirleriyle çelişmesi problemine   çözüm   bulunması   amacıyla,   Makina   Mühendisleri   Odası   İstanbul Şubesi’nde oluşturulan tesisat komisyonu; mevcut kuralları, standart  tasarılarını  ve bu     alandaki     yabancı standardları   gözönüne   alarak,   “Kalorifer   Tesisatı Proje Hazırlama Esasları”nı tespit etmiş ve Odanın 42 numaralı yayını olarak 1970 yılında yayınlamıştır.

 

5.1--Halen kullanılmakta olan Türkiye'de geçerli iklim verileri olarak kış şartları   için (–27 C/+3 C) aralığında değişen tek bir dış hava kuru termometre hesap sıcaklıklarının yer aldığı bu yayında; dış sıcaklık derecelerinin, bölgenin iklim şartları gözönünde   bulundurularak Bayındırlık Bakanlığı tarafından hazırlandığı belirtilmektedir.

 

5.2--Bu çalışma esas alınarak hazırlanmış Türk standart ve esasları olan “Kalorifer Tesisatı Projelendirme Kuralları” ise 1984 tarihlidir.1968 tarihli çalışmada önerilmiş; % 1.5 risk faktörüyle hesaplanmış olduğu anlaşılan verilerin belirlendiği çalışmalar ise 33   yıl öncelerine dayandığından , güncelliği tartışma konusudur.Sözkonusu çalışmanın yeniden güncel bilgiler ile yazılması uygun olacaktır.

 

5.3-- Belirli yörelerde dış sıcaklığın daha farklı olması gerektiği savunulduğundan; resmi çerçevenin dışına çıkıp, insiyatif kullanabilen pek çok proje müellifi ve yapımcı, kendi tecrübelerine dayanarak standardın dışında iklim değerleri kullanmaktadır. Öte yandan iklim değişikliğine ilave olarak özellikle büyük şehirlerde ısı adaları oluşmakta ve şehir içinde bölgeden bölgeye de iklim şartları önemli farklılıklar göstermektedir.

 

6-- Kaynakçanın Yazarına göre dış hava sıcaklıklarının tespiti için bir hesap yöntemi önerilmektedir.Bu yönteme göre; Diğer dış hesap sıcaklığı hesap yöntemlerine kıyasla 20 yıllık zaman dilimi içinde (1986-2006 yılları arası için) her yıl için kaydedilmiş en düşük hava sıcaklıklarının ,ilk günü 20 yıl önceki gün kabul ederek 20 inci yılın sonuna kadar olan bütün sıcaklık değerleri toplanır ve genel toplam 21’e bölünerek aritmetik ortalama alınmış olur.

6.1--Bazı illerin 2006 sıcaklık değerleri eksik olduğundan 1986-2005 yılları arası ölçülen toplam 20 değerden elde edilen genel toplam 20’e bölünür.Aritmetik ortalama alınarak elde edilen sıcaklık değerine , yapının izolasyon durumu göz önüne alınarak +4°C düzeltme değeri eklenir. Böylece dış hava sıcaklık değeri bulunmuş olur.

 

6.1—Yazarın önerdiği yöntem ile Malatya için 1986-2006 yılı dış sıcaklık verileri dikkate alındığında dış hava sıcaklık değeri -8 C bulunur.

 

6.2-- Türkiye’nin geneline yayılmış Devlet Meteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü’ne bağlı 82 meteoroloji istasyonunun; 1986 - 2006 dönemi kaydedilmiş en düşük hava sıcaklığı verilerinin (°C) birimi değerlerinden yararlanılmış; Alman yöntemi ve önerilen yöntem kullanılarak, yeni dış hesap sıcaklıkları belirlenmiştir.

 

6.3--Hesaplanan dış hesap sıcaklıklarının 1970 öncesi önerilmiş dış hesap sıcaklıkları ile kıyaslanması; Alman yöntemi sonuçlarıyla istasyonların % 89’nında,

 

6.3.1--önerilen dış hesap sıcaklığı hesap yöntemi sonuçlarıyla da istasyonların % 90’unda yeni kış dış hesap sıcaklıklarının arttığı sonucuna varılmaktadır.

 

6.3.2--Ağrı, Ardahan, Balıkesir, Bartın, Bayburt, Erzurum, Karaman, Muş‘ ta ise dış hesap sıcaklıkarının düştüğü gözlenmiştir.

 

6.4-- Önerilen yöntemle hesaplanan yeni dış hesap sıcaklıkları; İstanbul’da 1°C’ye, İzmir’de +3°C’ye, Elazığ’da -8°C’ye, Giresun’da +3°C’ye, K.maraşta -1°C’ye, Adıyman’da ise -1°C’ye yükselmektedir.

 

6.5--Yeni dış hesap sıcaklıklarının yönetmelik ve standartlara girmesi ile birlikte, tesisat ilk yatırım giderlerinde yapılagelmekte olan gereksiz harcamalar ve milli servet kayıplarının da önüne geçilmiş olacaktır.

 

7-- Tablo-3.4--Önerilen yöntemle tespit edilen sıcaklıklarının halen kullanılan yeni dış hesap sıcaklıklardan farkı ve meteoroloji istasyonlarındaki dağılımı :

 

 

İL	Boylam	Enlem	Yeni Yapl. Bina Sayısı	Nüfusu	Ölçüm Aralığı Yıl	TS2164 °C	Önerilen Y.-°C	Önerl Y.-Kazanç-%
Adana	35.18	36.59	2410	1.849.478	1986-2006	0	2	4,6
Adapazarı	30.25	40.47	2057	756.168	1986-2006	-3	-1	4,3
Adıyaman	38.17	37.45	372	623.811	1986-2006	-9	-1	15,2
Afyon	30.32	38.45	1805	812.416	1986-2005	-12	-10	3,6
Ağrı	43.08	39.31	147	528.744	1986-2006	-24	-29	-7,4
Aksaray	34.03	38.23	720	396.084	1986-2006	-15	-12	5,1
Amasya	35.51	40.39	333	365.231	1986-2006	-12	-7	9,0
Ankara	32.53	39.57	8326	4.007.860	1986-2006	-12	-8	7,2
Antakya	36.07	36.15	1217	581.341	1986-2005	0	2	4,6
Antalya	30.42	36.53	5911	1.719.751	1986-2006	3	3	6,9
Ardahan	42.42	41.03	52	133.756	1986-2006	-21	-27	-9,3
Artvin	41.49	41.10	146	191.934	1986-2006	-9	-4	9,5
Aydın	27.50	37.51	2756	950.757	1986-2006	-3	1	2,7
Balıkesir	27.52	39.39	1819	1.076.347	1986-2006	-3	-4	-4,9
Bartın	32.21	41.33	183	184.178	1986-2006	-3	-5	-4,9
Batman	41.10	37.52	120	456.734	1986-2005	-9	-5	7,6
Bayburt	40.15	40.16	79	97.358	1986-2006	-15	-19	-6,8
Bilecik	29.58	40.09	412	124.380	1986-2006	-9	-5	7,6
Bingöl	40.30	38.52	85	123.470	1986-2006	-18	-12	9,7
Bitlis	42.06	38.22	198	219.511	1986-2006	-15	-13	3,4
Bolu	31.36	40.44	564	270.654	1986-2006	-15	-11	6,8
Burdur	30.20	37.40	413	256.803	1986-2006	-9	-6	5,7
Bursa	29 04	40.11	5421	2.125.140	1986-2005	-6	-4	4,0
Çanakkale	26.24	40.03	864	464.975	1986-2005	-3	-1	4,3
Çankırı	33.37	40.36	237	270.355	1986-2006	-15	-10	3,5
Çorum	34.58	40.33	914	597.065	1986-2006	-15	-11	6,8
Denizli	29 05	37.47	2059	850.029	1986-2006	-6	-2	8,1
Diyarbakır	40.12	37.55	488	1.362.708	1986-2005	-9	-8	1,9
Düzce	31.36	40.44	499	314.266	1986-2006	-9	-6	5,7
Edirne	26.34	41.40	644	402.606	1986-2006	-9	-7	3,8
Elazığ	39.13	38.40	576	364.274	1986-2006	-12	-8	7,2
Erzincan	39.30	39.44	265	316.841	1986-2006	-18	-14	6,5
Erzurum	41.16	39.55	374	937.389	1986-2006	-21	-29	-12,4
Gaziantep	37.22	37.05	1762	1.285.249	1986-2006	-9	-4	9,5
Giresun	38.24	40.55	406	523.819	1986-2006	-3	3	12,8
Gümüşhane	39.27	40.27	167	186.953	1986-2006	-12	-14	-3,6
Hakkari	43.46	37.34	90	236.581	1986-2006	-24	-13	16,3
İğdır	44.02	39.56	154	168.634	1986-2006	-18	-13	3,1
İsparta	30.33	37.45	676	513.681	1986-2006	-9	-8	1,9

 

 

 

İL	Boylam	Enlem	Yeni Yapl. Bina Sayısı	Nüfusu	Ölçüm Aralığı Yıl	TS2164 °C	Önerilen Y.-°C	Önerl Y.-Kazanç-%
İstanbul	29 05	40.58	19225	10.018.735	1986-2006	-3	1	6,4
1.Göztepe	29 05	40.58		243.185	1986-2006	-3	1
1.Florya	29 05	40.58		225.243	1986-2006	-3	0
I.Kİreçburnu	29 05	40.58		262.843	1986-2006	-3	1
İ.Kumköy	29 05	40.58		242.853	1986-2006	-3	-1
I.Şİle	29 05	40.58		32.447	1986-2006	-3	-1
İzmir	2710	38.24	7107	3.370.866	1986-2006	0	3	4,6
K.Maraş	36.56	37.36	1195	1.002.384	1986-2006	-9	-1	15,2
Karaman	33.14	37.11	511	243.210	1986-2005	-12	-14	-3,6
Kars	43.05	40.36	213	325.016	1986-2006	-27	-24	4,2
Kastamonu	33.46	41.22	365	375.476	1986-2006	-12	-11	1,8
Kayseri	35.29	38.43	1254	1.060.432	1986-2006	-15	-15	0,0
Kilis	37.05	36.44	150	114.724	1986-2006	-6	0	12,1
Kırıkkale	33.30	39.50	265	383.508	1986-2006	-12	-8	7,2
Kırklareli	27.13	41.44	705	328.461	1986-2005	-9	-6	5,7
Kırşehir	34.10	39.08	335	253.239	1986-2005	-12	-12	0,0
Kocaeli	29.54	40.46	4041	1.206.085	1986-2006	-3	0	6,4
Konya	32.30	37.52	3116	2.192.166	1986-2005	-12	-12	0,0
Kütahya	29.58	39.24	822	656.903	1986-2006	-12	-10	3,6
Malatya	38.18	38.21	726	853.658	1986-2006	-12	-8	7,2
Manisa	27.26	38.36	2631	1.260.169	1986-2006	-3	-1	4,3
Mardin	40.44	37.18	283	705.098	1986-2006	-6	-4	4,0
Mersin	34.36	36.49	2134	715.328	1986-2006	3	3	0,0
Muğla	28.21	37.12	6527	715.328	1986-2006	-3	-2	2,1
Muş	41.31	38.44	84	453.654	1986-2006	-18	-22	-6,5
Nevşehir	34.40	38.25	602	309.914	1986-2006	-15	-13	3,4
Niğde	34.40	37.59	1005	348.081	1986-2006	-15	-13	3,4
Ordu	37.52	40.59	1052	887.765	1986-2006	-3		8,6
Osmaniye	32.30	37.52	747	458.782	1986-2006	-3		8,6
Rize	40.30	41.02	157	365.938	1986-2006	-3		8,6
Samsun	36.20	41.17	1237	1.209.137	1986-2006	-3		8,6
Siirt	41.56	37.56	56	263.676	1986-2006	-9	-4	9,5
Sinop	35.10	42.02	241	225.574	1986-2006	-3	2	10,7
Sivas	37.01	39.49	988	755.091	1986-2006	-18	-16	3,2
Şanlıurfa	38.46	37.08	966	1.443.422	1986-2006	-6	0	12,1
Tekirdağ	27.29	40.59	2492	623.591	1986-2006	-6	-3	6,0
Tokat	36.54	40.18	561	828.027	1986-2006	-15	-9	10,2
Trabzon	39.43	41.00	873	975.137	1986-2005	-3	2	10,7
Tunceli	39.32	39.06	133	93.584	1986-2006	-18	-12	9,7
Uşak	29.29	38.40	876	322.313	1986-2006	-9	-6	5,7
Van	43.41	38.28	151	877.524	1986-2006	-15	-12	5,1
Yalova	29.16	40.39	793	168.593	1986-2006	-3	0	6,4
Yozgat	34.49	39.50	626	682.919	1986-2006	-15	-12	5,1
Zonguldak	31.48	41.27	550	615.599	1986-2006	-3	0	6,4

 

 

7—Sonuç:

7.1-- Bütün ısıtma sistemleri tasarımlarında kullanılan Dış ortam sıcaklığı için alınan mevcut ekstrem değerler, ısı kaybıyla ilgili Türk Standardında ve Makine Mühendisleri Odası tarafından öngörülen hesap yöntemlerinde,güncel olmayan yaklaşık 30 yıl öncesine dayanan Meteorolojik değerleri kapsayan ve herhangi bir risk faktörü içermeyen mutlak büyüklüklerdir

 

7.2--Oysa Metoroliji Müdürlüğümüz yapmış olduğu ölçümlerden de görüldüğü gibi en uç sıcaklık değerini esas alarak yapılacak hesaplar ile gereğinden büyük değerler seçilmiş olmaktadır.

 

7.3—Önerilen dış sıcaklık değerleri baz alınarak yapılan örnek bina çalışmasında Adıyaman, Artvin, Gaziantep, Giresun, Hakkari, K.Maraş , Kilis, Siirt, Şanlıurfa, Tokat, Trabzon, Tunceli illerinde enerji tasarrufunun % 10 ları bulduğu gözlenmektedir.

 

7.4--Adıyaman ve Hakkari’ de TS 2164 ‘ün önerdiği dış sıcaklık değerleri son 20 yılda en düşük sıcaklık olarak bile kaydedilmemiştir.

 

7.5--K.Maraş gibi nüfusu 1 milyonun üzerindeki bir şehirde enerji tasarrufu Alman yönteminde %11,403 , önerilen yöntemle %15,11 i bulmaktadır.

 

7.6--TS 2164 ‘ ün K.Maraş için önerdiği –9 ºC son 20 yılda en düşük sıcaklık olarak 1997 ve 2004 yılında sadece 2 kez birer saat görülmüştür.

 

7.7--Giresun’ da 1986 ve 1997 ‘de en düşük sıcaklık olarak sadece 2 kez, Şanlıurfa ‘ da 1989, 1992, 1993 te 3 kez kaydedilmiştir.

 

7.8--Trabzon ve Kilis’ te sadece 4 er kez en düşük sıcaklık olarak kaydedilmiştir. Bütün bunların sonucu gösteriyor ki TS 2164 ‘ te önerilen dış hava sıcaklıkları normal değerlerin altında kalmakta ve her yıl enerji israfına yol açmaktadır.

 

7.9--Türkiye’ de her yıl yapılan bina sayısını düşündüğümüzde elde edebileceğimiz enerji tasarrufunu yaklaşık olarak hesaplamak için, elde ettiğimiz % sonuçları bir birim kabul edip her il için ayrı ayrı yeni yapılacak bina sayılarıyla çarptığımızda toplam değere ulaşırız.

 

7.9.1-Yeni yapılacak bina sayıları Türkiye istatistik kurumunun 2008 güncel verilerinden alınmıştır. 2008 yılında ortalama bir kat kaloriferinin maliyetinin 3000 YTL olduğu düşünülürse, bu değerin %1’i 30 YTL’ye denk gelmektedir.Bu %1’ lik değeri bizim elde ettiğimiz toplam % birim değerlerle çarptığımızda Alman yöntemine göre 15.390.350 YTL , önerilen yönteme göre 17.362.400 YTL tasarruf sağlanmış olacaktır.

 

7.10--Tüm Türkiye’yi kapsayacak şekilde ve güncel son verilerle böylesine detaylı yapılan bu çalışmada elde edilen sonuçlara göre; halen kullanılan dış hesap sıcaklıklarının ve ısı iklim bölgelerinin yeniden düzenlenmesi, binalarda ısı yalıtımı ve kalorifer tesisatı yönetmelik ile standartlarının da buna göre yenilenmesi gerekmektedir.

 

7.11--Üstlenilen riskin bilinmesinden öte, yapının ağırlığına karar verme insiyatifinin uygulamacıya bırakılması; ülkemizdeki alışkanlıklar ile inşatta, projede, hesaplamada, uygulamada ve kontrolde yapılabilecek keyfi değişiklikler daha sonra ısınma problemleriyle karşılaşılabilecek yetersiz tesisat boyutlandırmalarına sebebiyet verebilecektir.

 

7.12--Bu sebeple, Alman ve Amerikan yöntemlerinin aksine önerilen hesaplama yönteminde olduğu gibi şu an için tek bir değer verilmesi, hem uygulama hem de kontrol için çok daha pratiktir.

 

7.13--Dış hesap sıcaklığındaki değişim, tesisat kullanımını ve yapıya bağlı zamlandırma katsayılarını değiştirmemekle birlikte; ısı ihtiyacını önemli ölçüde değiştirmekte, tesisatın kullanıma yönelik artırım katsayılarıyla birlikte tesisat ve ekipman boyutlandırmasına azaltıcı yönde etkisi artarak yansımaktadır.

 

7.14--Dış hesap sıcaklığının bu yükselişi, kalorifer tesisatı ilk yatırım ve işletme giderleri ile yıllık yakıt talebinde değişen oranlarda azalma sağlayacağını göstermektedir. Önerilen dış hesap sıcaklığı hesaplama yöntemi pratik ve uygun olmakla birlikte; ülkemizde TS 825 “Binalarda Isı Yalıtım Kuralları” uygulanarak yapılmakta olan yeni yapıların tesisat projelendirmesinde önerilen yeni dış hesap sıcaklıklarının kullanılması güvenle sağlanabilirken, gerek bireyler ve gerekse ülke ekonomisi açısından da sıralanan birçok avantajı beraberinde getirecektir.

 

7.15--Kazan ısı gücünde, radyatör sayı ve gruplarında azalma, genleşme kabı, dolaşım pompası, brülör kapasitesi ve baca kesitinde küçülme, ilk yatırım giderleri, işçilik giderleri ve elektrik tüketiminde azalma sağlanacaktır.

 

7.16--Artan verimlilikle azaltılacak yakıt tüketimi, hem bireylerin daha az yakıt ihtiyacına hem de ülkenin daha az enerji kaynakları ithalatına neden olacak, döviz giderlerinde tasarruf sağlanacaktır.

 

7.17--Halen doğalgaz kullanılmayan şehirlerimizde yakıt ve cürufun taşınması sürecinde; azalacak araç sayısı ile araç yakıt tüketimi ve emisyonlarının azalması, ısıtma döneminde yakıt taşıyan araçların yoğunluğunu artırdığı trafikte rahatlama söz konusudur.

 

7.18--Küresel ısınmaya, insan sağlığını olumsuz etkileyerek iş veriminin azalmasına,sağlık giderlerinin artmasına, kültürel mirasımız tarihi yapıların zarar görmesine neden olan hava kirliliği azalacaktır.

 

7.19--Yürürlükteki standart ve yönetmeliklerin özellikle ısı ekonomisi yönünden ülkemiz için yetersiz oldukları bilinmektedir. Dış hesap sıcaklıklarındaki bu değişim özellikle ısıtma tesisatı sektöründeki üreticilerin ürün çeşitlerini tekrar gözden geçirmesini ve hatta ilgili kalorifer tesisat projelendirme standardının günümüz teknolojilerini de kapsayacak şekilde yenilenmesini gerektirecektir.

 

7.20--Standart sadece bu çalışmada da önerilen sıcaklıkların değişimini kapsamamalıdır.

 

7.21--Hesaplama yöntemi; bina yapım alışkanlıklarını göz önünde tutan yeni artırım katsayılarının belirlenmesini ve düşük sıcaklık ısıtmasına da olanak verilmesini sağlayacak şekilde yeniden düzenlenmelidir.

 

7.22--“TS 825-Binalarda Isı Yalıtım Kuralları” standardındaki derece gün bölgelerinin yeniden düzenlenmesi yanı sıra, “TS 2164- Kalorifer Tesisatı Projelendirme Kuralları” içinde yer alan dış hesap sıcaklıklarının değişimiyle de uyumluluk sağlanmalıdır.

                                                                                                                     :        Kaynakça: Sakarya Üniversitesi-Fen Bilimleri Enstitüsü- Enerji Enstitü Bilim Dalı- Yüksek Lisans Tezi - Küresel Isınmadan Kaynaklanan Dış Hava Sıcaklık Değişimlerinin İncelenmesi-Mak.Müh. Ersin KANDİL