Kaplamalı perdelik kumaş yapılarında termal yalıtım ve solar yansıtma özelliklerinin geliştirilmesi

Abstract

Konut, işyeri ve kamu kurumu olarak kullanılan binalarda harcanan enerji dünyada tüketilen toplam enerjinin yaklaşık üçte birini oluşturmaktadır. Binalarda ısıtma, soğutma ve havalandırma gibi amaçlarla kullanılan enerjinin çok önemli bir kısmı pencerelerden kaybolmaktadır. Pencerelerden meydana gelen kayıpların azaltılmasında uygun cam ve çerçeve sistemlerinin kullanılması yanında, enerji tasarrufuna katkı sağlayacak perdelerin ve perde sistemlerinin kullanılması da etkili yöntemler arasında yer almaktadır. Farklı ısı transfer prensiplerine dayanarak ısı aktarımını yavaşlatan ısı yalıtım kaplamaları günümüzde oldukça popüler ve fonksiyonel bir kaplama türüdür. Bunun yanında, binaların dışarıdan ısı kazanımını azaltmak amacıyla yapılan güneşe karşı koruyucu kaplamalar da ayrı bir öneme sahiptir. Bu tez çalışmasında, farklı malzeme grupları ile polyester kumaşlar üzerine silindir üzeri rakle tekniğine göre kaplamalar yapılmıştır. Tekstil kaplamacılığında dolgu maddesi olarak yaygın kullanılan titanyum dioksit ve kalsitin yanında, ısıl iletkenlik değeri bunlara kıyasla oldukça düşük olan pomza, perlit ve selüloz tozu ile farklı tanecik boyutlarında ve farklı konsantrasyonlarda çalışılmıştır. Daha sonra, solar spektrumun ısınmaya neden olan kızılötesi bölgesinde de iyi yansıtma özelliğine sahip olan farklı tanecik boyutlarına sahip alüminyum ve bakır tozları ile de farklı konsantrasyonlarda kaplamalar yapılmıştır. İlave olarak, incelenen malzemeler arasında ısı yalıtımı ve solar yansıtma açısından başarılı bulunan malzemeler kullanılarak çok katmanlı yapılar da elde edilmiştir. Kaplanmış numunelerin kalınlık, birim alan ağırlığı ve aktarılan madde miktarı gibi fiziksel özellikleri, iletim ve ışınım olmak üzere farklı prensipleri esas alan iki yöntemle termal özellikleri, transmitans (geçirgenlik) ve reflektans (yansıtma) ölçümleri ile solar özellikleri değerlendirilmiştir. Ayrıca, kumaş yüzeyleri taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Elde edilen tüm sonuçlar için istatistiksel analiz yapılmıştır.

The energy consumed in buildings used as residences, workplaces, and public institutions constitutes approximately one-third of the total energy consumed in the world. A significant part of the energy used for purposes such as heating, cooling, and ventilation in buildings is lost through windows. In addition to the use of appropriate glass and frame systems in reducing the losses from windows, the use of curtains and curtain systems that will contribute to energy savings are among the effective methods. Thermal insulation coatings, which slow down heat transfer based on different heat transfer principles, are a prevalent and functional type of coating today. In addition, sun-protective coatings made to reduce the heat gain of the buildings from the outside also have particular importance. In this thesis, coatings were made on polyester fabrics with different material groups according to the knife over roll technique. In addition to titanium dioxide and calcite, widely used as fillers in the textile coating, pumice, perlite, and cellulose powders, which have pretty low thermal conductivity values compared to these, have been studied in different particle sizes and concentrations. Then, coatings were made at different concentrations with aluminum and copper powders of varying particle sizes, which also have good reflectivity in the infrared region of the solar spectrum that causes heating. In addition, multi-layered structures were obtained by using materials that were found to be successful in terms of thermal insulation and solar reflectance among the examined materials. Physical properties of samples such as thickness, mass per unit area, and amount of transferred material (add-on) were investigated. Thermal properties were evaluated by two methods based on different principles, namely conduction, and radiation. Transmittance and reflectance measurements were performed to examine the solar properties of fabrics. In addition, fabric surfaces were examined by scanning electron microscopy. Statistical analysis was performed for all the results obtained.