A new approach to calculate the energy saving per unit area and emission per person in exterior wall of building using diffrent insulation materials and air gap

Abstract

Optimal insulation thickness (OIT), total cost, energy savingsandpayback period (PP) has been calculated by using air gap together with insulation materials in buildings located in Ankara. The analysis of the exhaust emission rate has been carried out by calculating the total outer wall surface area of buildings and populations in the province. In these analysis, natural gas and coal as fuel, extruded polystyrene foam (XPS), mineral wool and expanded polystyrene (EPS) as insulation material were used with four different thicknesses of air gap combinations at exterior walls of building (sandwich walls). Whennatural gas is used as fuel and 4 cm air gap is introduced to XPS as insulating material, optimal insulation thickness (OIT) reduces to 3.4 cm from 9.2 cm, payback period (PP) decrease from 1.509 to 1.320 years. This results in by 28% reduction in the total cost, while annual savings were significantly increased to 96% in m(2). When coal is used as fuel with the same insulation material parameters applied above, (OIT) reduces to 5.00 cm from 10.8 cm, payback period (PP) decrease from 1.426 to 1.292 years, which results in by 24% reduction in the total cost with an increase to 94% in m(2) for annual savings. According to our calculations based on total population and residential subscribers to electricity in 2014, CO(2)emissionrate for natural gas usage are found to be reduced by 82% when 4 cm insulating material with 4 cm air gap is used compared to building without insulation. When coal is used for heating, CO2 and SO2 emissions rates are calculated to be reduced by 82%.

Ankara'da bulunan binalar için: yalıtım malzemesiyle birlikte hava boşluğu kullanılarak optimum yalıtım kalınlığı (OYK), toplam maliyet, enerji tasarrufu, geri ödeme süresi (GÖS) hesaplanmıştır. Baca gazı salınım hesaplamaları için ilde bulunan binaların, toplam dış duvar yüzey alanı ve nüfus sayısı dikkate alınarak yıllık kişi başı yakıt tüketimi emisyonu (YTEM) yaklaşımı getirilmiştir. Yapılan analizlerde; yakıt olarak doğal gaz ve kömür kullanılması, bina dış duvarlarında (sandviç duvar) yalıtım malzemesi olarak ekstrude polistren köpük (XPS), taşyünü ve ekspande polistren (EPS) ile birlikte dört farklı kalınlıkta hava boşluğu kullanılmıştır. Yakıt olarak doğalgaz kullanıldığında ve yalıtım malzemesi olan XPS'e 4 mm hava boşluğu ilave edildiğinde OYK 9,2 cm' den 3,4 cm' e düşmekte, GÖS 1.509 yıldan 1.320 yıla düşmekte, toplam maliyet de %28 azalmakta, yıllık kazanç ise %96 artmaktadır. Ayrıca kömür için optimum yalıtım kalınlığı 10,8 cm'den 5,0 cm'ye düştüğü, toplam maliyetin %24 azaldığı, geri ödeme süresinin de 1.426 yıldan 1.292 yıla düştüğü, yıllık kazancın ise m2başına %94 arttığı hesaplanmıştır. 2014 yılı nüfus ve meskene ait elektrik abone sayıları baz alınarak yapılan hesaplamalara göre; doğalgaz kullanıldığında, yalıtımsız binaya göre, 4 cm XPS ve 4 cm hava boşluğu eklenmesi halinde CO2 salınımının %82 azalacağı, belirlenmiştir. Kömür kullanılması durumunda ise CO2 ve SO2 oranlarının % 82 azalacağı tespit edilmiştir.