Isı Kaybı Hesabı

Isı kaybı hesabı bir mahalin ısıtma ihtiyacını bulmak için yapılan mühendislik hesaplamalarıdır. Isı kaybı hesabında birden fazla başlık bulunmakta olup yazının sonunda excel olarak sizlerle paylaşacağız.

Isı kaybı hesabı yapabilmek için gerekli sayısal değerlerin bir kısmı mimari projeden bir kısmı ise mimari proje esas alınarak seçilmiş veya hesaplanmış verilerden alınır. Bir binanın ısı ihtiyacının belirlenmesi için, binadaki ısıtılması istenen her mahalin ısı kaybı hesabı yapılır.

Odaya konulacak ısıtıcının kapasitesi belirlenirken odanın kaybettiği ısı esas alınır. Dış hava sıcaklığının belli bir düzeyine karşılık odanın konforlu bir sıcaklıkta tutulabilmesi için saatte kaybettiği ısı miktar (kcal/h veya kW) bulunmalıdır. Odanın saatte kaybettiği ısı miktarını karşılayabilecek bir ısıtıcı ekipman (radyatör,konvektör,fancoil vs.) seçilerek söz konusu odanın istenilen sıcaklıkta tutulması sağlanır.

Isıtılacak tüm ortamların ısı kayıpları bulunur. Daha sonra bu kayıplar toplanarak binanın ısı kaybı hesaplanır. Binanın özelliğine ve mülkiyet sahiplerinin istekleri doğrultusunda toplam ısı kaybını karşılayacak bir ısıtıcı (kat kaloriferi, kombi, kazan, ısı pompası vs.) seçilir.

Binanın her bir hacmi iki şekilde ısı kaybeder.

Birincisi, yapı bileşenlerinden ısı geçişi (İletimsel) şeklinde gerçekleşir. Yapı bileşenlerinden ısı geçişi , iletim (kondüksiyon) ve taşınımın (konveksiyon) bir arada olduğu şekilde gerçekleşir. Isı önce oda ortamından duvar yüzeyine doğru taşınımla, sonra duvar iç yüzeyinden duvar dış yüzeyine iletimle,daha sonrada duvar dış yüzeyinden dış ortama taşınımla geçer.

İkincisi, hacmin pencere ve kapılarının açılan kısımlarının kasaları ile tam olarak çakışmaması nedeniyle sızıntı (Enfiltrasyon) yoluyla içeriden dışarıya ısı kaybı olmaktadır. Hacmin ısı kaybı hesabı bu iki yolla meydana gelen kayıpların toplanması ile bulunur.

Isı Kaybı Hesabı İşlem Basamakları

İletimsel Isı Kaybı

Yapı bileşenlerinin iletimsel ısı kayıpları aşağıdaki formül ile hesaplanır. İletimsel ısı kayıplarının hesabında ,bu formüle göre hazırlanmış ve bir örneği çizelge 1’ de görülen, ısı kaybı cetvelinden yararlanılır.Bu cetvelde bilinen sayısal değerler yerlerine yazılır ve gerekli işlemler yapılarak hesaplar yürütülür.

Q = A.K.ΔT

Burada;

Q : Isı kaybı miktarı (kcal/h)
A : Yüzey alanı (m²)
K : Toplam ısı geçiş katsayısı (kcal /m²hC)
ΔT : Yapı bileşenlerinin iki tarafındaki sıcaklık farkı (C )

Toplam ısı geçiş katsayısı K, çeşitli kalınlıklardaki katmanlardan ( iç sıva+ delikli tuğla+ dış sıva gibi ) oluşan yapı bileşenlerinin 1 m² ’sinden 1 derecelik sıcaklık farkı bulunması durumunda saatte kcal cinsinden geçen ısı miktarını vermektedir.

Çizelge 1 Isı kaybı Hesabı Çizelgesi

Isı Kaybı Hesabı Çizelgesinin Doldurulması

Isı kaybı hesabı yapılabilmesi için çizelge 1’ in doğru bir şekilde doldurulması gerekir.

Bu formun 1. sütununa, yapı bileşenleri için kullanılan semboller yazılır. Bu semboller Çizelge 2 de verilmiştir

2. sütuna yapı bileşenlerinin yönü,

3.sütuna, yapı bileşenlerinin kalınlığı yazılır.

4. ve 5. sütuna, yapı bileşenlerinin uzunluğu ve yüksekliği (veya genişliği) yazılır.

6. sütuna 4. ve 5. sütunların çarpımı yapılarak toplam alan bu sütuna yazılır.

7. sütuna 6. sütunda hesabı yapılan alandan kaç adet olduğu yazılır.

8.sütuna daha sonra net duvar alanının hesaplanmasında kullanacağımız pencere ve kapı alanları yazılır. Bu nedenle bir hacmin ısı kaybı hesaplanırken pencere ve kapılar ilk satıra, bunların bulunduğu duvar ise sonraki satıra yazılırsa net duvar alanını bulmak kolay olur.

9. sütuna, hesaba giren alan yazılır.

10.sütuna, yapı bileşenleri için hesaplanan K toplam ısı geçiş katsayısı yazılır. Pencere ve kapılar için toplam ısı geçiş katsayısının hesaplanmasına gerek olmadan doğrudan Çizelge 4 ’alınır. Hava tabakalarının ısıl geçirgenlik dirençleri ise Çizelge 5’ de verilmiştir.

11.sütuna, dış ortam ile iç ortam arasındaki sıcaklık farkı bu sütuna yazılır.Isıtılacak ortamın durumuna göre ,tesisat projelerinde kullanılacak iç hava sıcaklıkları Çizelge 7’de, binada ısıtılmayan bölgelerin sıcaklıkları ise Çizelge 6’ de verilmiştir. Çeşitli sıcaklık bölgelerine göre her ilde hesaplarda kullanılacak dış hava sıcaklıkları Ek-2’ de verilmiştir.

12.sütuna ise 9, 10 ve 11. sütunların çarpımından oluşan artırımsız ısı kaybı bu sütuna yazılır.

Çizelge 2 Isı Kaybı Hesabında Yapı Bileşenleri İçin Kullanılan Semboller

TP	Tek Pencere
ÇP	Çift Pencere
ÇCP	Çift Camlı Pencere
DK	Dış Kapı
İK	İç Kapı
BK	Balkon Kapısı
BDD	Bitişik Dış Duvar
KD	Komşu Duvar
DD	Dış Duvar
İD	İç Duvar
TA	Tavan
TÖ	Döşeme

Birden fazla bileşen durumunda numaralandırma yapılmaktadır. (DD1,DD2,DD3 vs.)

Çizelge 3 DIN 4701 ’e Göre Yüzey Isı İletim Katsayıları

Çizelge 4 Pencere ve Kapılar İçin Isı Geçiş Katsayıları

Çizelge 5 Hava Tabakalarının Isıl Geçirgenlik Dirençleri

Çizelge 6 Binada Isıtılmayan Bölgelerin Sıcaklıkları

Çizelge 7 Tesisat Projelerinde Kullanılan İç Hava Sıcaklıkları

13.sütuna ise Birleştirilmiş Artırım Katsayısı (ZD) yazılır. Birleştirilmiş Artırım Katsayısı ısınmanın kesintili yada sürekli olup olmamasına göre bir değer alır.

Bu artırım,bina kesintili ısınması durumunda, soğuyan yapı bileşenlerinin ve ısıtma sistemi elemanlarının tekrar eski sıcaklıklarına getirilmesi için göz önüne alınması gereken ısı kapasitesi artırımıdır. Yapı ve ısıtma sistemi ne kadar ağırsa ve ne kadar çok kesintili çalışıyorsa ,bu artırım o kadar büyük olmalıdır. Birleştirilmiş artırım katsayısı, işletme durumu ve D katsayısına bağlı olarak Çizelge 8’ de verilmiştir. Çizelgede kullanılacak D katsayısı için şu ifade verilmiştir.

D= Q0 / (Atop( Tiç- Tdış))

Burada;

Q0 : Artırımsız ısı kaybı (kcal/h)
Atop : Isı kaybı hesaplanan hacmi çevreleyen tüm yüzeylerin alanları toplamı (m²)
Tiç- Tdış : İç ve dış sıcaklıklar arası fark (C)
D : ZD Artırımında kullanılan katsayı (kcal/m²hC)

Çizelge 8 Birleştirilmiş Artırım Katsayısı

Isıtma sisteminin çalıştırılmasında verilen araya göre 3 tip işletme şekli tanımlanmıştır.

1. İşletme : Tesisat sürekli çalışmakta yalnız geceleri ateş azaltılmaktadır.( Genellikle konutlar)

2. İşletme : Kazan her gün 10 saat tamamen söndürülmektedir. (Genellikle işyerleri)

3. İşletme : Kazan her gün 14 saat veya daha uzun süre tamamen söndürülmektedir. (Genellikle işyerleri)

14. Sütuna, Kat Yükseklik Artırımı (ZW) olarak tanımlanan bir artırım yazılır. Bu artırım yapının konumu ne olursa olsun belirli bir kattan daha yukarıdaki katlar için alınır.

Birkaç kattan sonra artan rüzgar hızı nedeniyle göz önüne alınması gereken bir artırımdır. Ayrıca kazan dairesinden ayrılan kolonlarda sıcaklığı 90 C olan su, yüksek katlara çıkıncaya kadar soğumaktadır.Bu nedenle artırımsız ısı kaybına ,Çizelge 9’ da verilen oranlarda artırım eklenir.

Çizelge 9 Kat Yükseklik Artırım Değerleri

15.Sütuna , Yön Artırımı (ZH) değeri yazılır. Yön artırımı odanın yönünden dolayı dikkate alınması gereken bir artırımdır. (ZH) Yön artırımını seçerken ; yalnız bir dış duvarı olan odalarda bu dış duvarın baktığı yön,köşe odalarda ise iki dış duvarın köşegeninin yönü esas alınır.Köşe odalarda ,penceresi olan dış duvarın yönü de esas alınabilir.Dış duvarı ikiden fazla olan odalarda en yüksek yön artırımı değeri esas alınır. Yön artırım değeri Çizelge 10’ da verilmiştir.

Çizelge 10 Yön Artırım Değerleri

YÖN	G	GB	B	KB	K	KD	D	GD
%Zh	-5	-5	0	5	5	5	0	-5

16. Sütuna artırımların toplamı yazılır. Toplam artırım Z;

Z= (1+% ZD+% ZW+ % ZH ) ifadesinden bulunur.

17. Sütuna toplam ısı gereksinimi (Qh) yazılır. Toplam ısı gereksinimi ( Qh ); toplam iletimsel ısı kaybı (Qi) ile sızıntı ( enfiltrasyon) ısı kaybının toplamına eşittir. Qh= Qi + Qs

İletimsel ısı kaybı Qi = Q0 . Z ifadesinden bulunur.

Qi= Q0.((1+% ZD+% ZW+ % ZH ) yazılabilir.

Hava Sızıntısı ( Enfiltrasyon) Isı Kaybı (Qs)

Kapatılmış durumda olan pencere ve kapıların açılan kanatları kasaları ile tam çakışmamakta ve arada bir boşluk kalmaktadır. Dış hava ile hacmin iç havası arasındaki basınç farkı nedeniyle bu aralıktan içeriye soğuk olan dış hava sızmaktadır. Odaya sızan dış hava , aynı miktarda ve sıcak olan iç havanın dışarı sızmasına neden olmaktadır. Bu durumda, odaya sızan soğuk dış havanın oda sıcaklığına kadar ısıtılması gerekmektedir. Bu soğuk sızıntı havasını ısıtmak için gereken ısı miktarına hava sızıntısı (enfiltrasyon) ısı kaybı denir.

Hava sızıntısı ısı kaybı:

Qs = ∑ a.L.R.H.ΔT. Ze. E  kcal/h formülü ile hesaplanır.

Burada;

a : Hava sızdırma katsayısı (m³/mh)
L : Pencere veya kapının açılan kısımlarının metre olarak çevre uzunluğu.
R : Oda durum katsayısı
H : Bina durum katsayısı
ΔT : İç ve dış sıcaklıklar arasındaki fark C
Ze : Her iki dış duvarında pencere olan odalar için i 1,2 , diğer odalar için değeri 1 olan katsayıdır.
E: Bina durum kat sayısı için düzeltme çarpım faktörü.

a:Sızdırganlık katsayısı
Sızdırganlık katsayısı çizelge 11’ de malzeme cinsine ve pencere (kapı) tipine göre verilmiştir.

Çizelge 11 Kapı ve Pencerelerin Sızdırganlık Katsayıları

L: Pencere veya kapının açılan kısımlarının uzunluğu
Hava sızıntısı ısı kaybını hesaplamak için pencere ve kapıların açılan kısımlarının çevre uzunlukları önceden hesaplanmalıdır.Pencerelerin açılan kısımlarının çevre uzunluğu bilinmiyorsa yaklaşık olarak hesaplanabilir.Bunun için W= L /A formülü ve Çizelge 12’ deki bilgilerden yararlanılır.

Örnek:
Pencere yüksekliği h = 1,25 m, ve alanı A= 3 m2 olan bir pencerenin açılan kısmın yaklaşık uzunluğunu bulabilmek için çizelge 12’ den h=1,25 için W=4,10 değeri bulunur.Bu değerler;
L= W.A formülünde yerine konulursa;
L= 4,10.3 = 12,3 m bulunur.

Çizelge 12 Yaklaşık Açılan Pencere Uzunluğunu Belirleyen Çizelge

R : Oda durum katsayısı
Oda durum katsayısı hesaplanan ∑a.L değeri ile oda içine giren havanın akıp gidebilme durumunu belirtir.Çoğu halde pencereler vasıtası ile içeri sızan hava, kapılardan dışarı sızar. R katsayısı hesaplanan hava miktarına oda durumunun gösterdiği direnci belirtir.R katsayısının tam olarak hesabı imkansızdır.Normal boyutlarda pencere ve kapıları olan odalar için R= 0,9 büyük pencereleri ,buna karşılık bir tek iç kapısı olan odalar için R= 0,7 alınır.
R katsayısının seçimi için Çizelge 13’ yararlanılır.

Çizelge 13 Oda durum katsayısı

H: Bina durum katsayısı
Bina durum katsayısı binanın konumuna ,bölgenin rüzgar durumuna bağlı olarak Çizelge 14’den seçilir.Ancak Yüksek yapılarda üst katlarda rüzgar basıncı artacağından sızan hava miktarı da artar

Çizelge 14 Bina Durum Katsayısı (H)

Dış kapısı doğrudan dış havaya açılan hacimlerde (dükkan,mağaza, banka v.s yerler) hava sızıntısından farklı olarak bir hava değişimi söz konusudur.
Bu gibi yerlerde aşağıdaki formülden hareket edilerek hava değişimi ısı kaybı hesaplanır.

Qs = n.ɣ.cp.ΔT.v

Burada;

n : Hava değişimi sayısı (defa/h)
ɣ : Dış havanın yoğunluğu (kg/m³)
cp: Havanın özgül ısısı ( cp= 0,24/kgC)
ΔT: İç ve dış sıcaklıklar farkı (C)
v : Verilen yerin hacmi(m³)

E: Bina durum kat sayısı için düzeltme çarpım faktörü.

 

Isı Kaybı Hesap Cetveli için: https://www.muhendisiz.net/forum/kaynaklar/isi-kaybi-hesabi-ve-excel-dosyasi.176/

Isı Kaybı Hesabı Nasıl Yapılır? Hava Sızıntısı ( Enfiltrasyon) Isı Kaybı Nedir?