COMBINED USE OF PHASE CHANGE MATERIAL AND THERMAL INSULATION IN THE BUILDING ENVELOPE TO ENHANCE THE THERMAL COMFORT AND ENERGY-SAVING

Doğukan Kadir Yemenici; Kübra Ekiz Barış

Makale detayları

COMBINED USE OF PHASE CHANGE MATERIAL AND THERMAL INSULATION IN THE BUILDING ENVELOPE TO ENHANCE THE THERMAL COMFORT AND ENERGY-SAVING

Yazarlar:

Doğukan Kadir Yemenici | Kübra Ekiz Barış

Yayıncı:

Bursa Uludağ University

Ana Başlıklar:

Yapı Teknolojisi

Dergi:

Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.30 Issue 2, pp.439-458

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001355779

pISSN:

2148-4155

Anahtar kelimeler:

Özet:

 The combined use of phase change material PCM and thermal insulation TI is a crucial opportunity to enhance the thermal performance of buildings. This study aims to determine the optimum location and thickness of PCM and TI, as well as the melting temperature of PCM, in the exterior walls of an educational building located in five climate regions of Türkiye, and proposes a combination of PCM and TI techniques to reduce its cooling energy demand. Antalya, Istanbul, Ankara, Van, and Erzurum were selected to represent the various climatic regions of Türkiye. The simulation results revealed that the combined use of PCM and TI could effectively reduce the interior temperature ITR and provide better thermal comfort than incorporating PCM alone. The exterior wall type with PCM in the innermost layer and TI in the outermost layer was the most effective configuration for reducing the temperature fluctuations and cooling energy demand. The optimum melting temperature of the PCM was determined to be 27 ºC, ensuring a higher ITR and lower cooling energy consumption. The combined use of PCM 30 mm and TI 10 mm, when properly selected according to local climatic conditions, can achieve considerable energy savings 9.12-19.95.

 The combined use of phase change material PCM and thermal insulation TI is a crucial opportunity to enhance the thermal performance of buildings. This study aims to determine the optimum location and thickness of PCM and TI, as well as the melting temperature of PCM, in the exterior walls of an educational building located in five climate regions of Türkiye, and proposes a combination of PCM and TI techniques to reduce its cooling energy demand. Antalya, Istanbul, Ankara, Van, and Erzurum were selected to represent the various climatic regions of Türkiye. The simulation results revealed that the combined use of PCM and TI could effectively reduce the interior temperature ITR and provide better thermal comfort than incorporating PCM alone. The exterior wall type with PCM in the innermost layer and TI in the outermost layer was the most effective configuration for reducing the temperature fluctuations and cooling energy demand. The optimum melting temperature of the PCM was determined to be 27 ºC, ensuring a higher ITR and lower cooling energy consumption. The combined use of PCM 30 mm and TI 10 mm, when properly selected according to local climatic conditions, can achieve considerable energy savings 9.12-19.95.

 The combined use of phase change material PCM and thermal insulation TI is a crucial opportunity to enhance the thermal performance of buildings. This study aims to determine the optimum location and thickness of PCM and TI, as well as the melting temperature of PCM, in the exterior walls of an educational building located in five climate regions of Türkiye, and proposes a combination of PCM and TI techniques to reduce its cooling energy demand. Antalya, Istanbul, Ankara, Van, and Erzurum were selected to represent the various climatic regions of Türkiye. The simulation results revealed that the combined use of PCM and TI could effectively reduce the interior temperature ITR and provide better thermal comfort than incorporating PCM alone. The exterior wall type with PCM in the innermost layer and TI in the outermost layer was the most effective configuration for reducing the temperature fluctuations and cooling energy demand. The optimum melting temperature of the PCM was determined to be 27 ºC, ensuring a higher ITR and lower cooling energy consumption. The combined use of PCM 30 mm and TI 10 mm, when properly selected according to local climatic conditions, can achieve considerable energy savings 9.12-19.95.

 Faz değiştiren malzeme PCM ve termal yalıtımın TI birlikte kullanımı, binaların termal performansını artırmak için önemli bir fırsattır. Bu çalışma, Türkiyenin beş iklim bölgesinde yer alan bir eğitim binasının dış duvarlarında PCM ve TInin optimum yerleşim ve kalınlığını ve PCMnin erime sıcaklığını belirlemeyi amaçlamış ve PCM ve TInin birlikte kullanım teknikleriyle soğutma enerji talebinin azaltılmasını hedeflemiştir. Antalya, İstanbul, Ankara, Van ve Erzurum, Türkiyenin çeşitli iklim bölgelerini temsil etmek üzere seçilmiştir. Simülasyon sonuçları, PCM ve TInin birlikte kullanımının iç sıcaklık düşüşü ITR sağladığını ve yalnızca PCM kullanımına kıyasla daha iyi termal konfor sunduğunu göstermiştir. PCMnin en içte ve TInin en dışta yer aldığı dış duvar tipi, sıcaklık dalgalanmalarını ve soğutma enerji talebini azaltmak için en etkili yapılandırma olmuştur. PCMnin optimum erime sıcaklığı 27ºC olarak belirlenmiş, bu da daha fazla ITR ve daha az soğutma enerjisi tüketimi sağlamıştır. PCM 30 mm ve TI 10 mm birlikte kullanımı, yerel iklim koşullarına göre uygun şekilde seçildiğinde 9,12-19,95 arasında önemli enerji tasarrufu oranları elde edebilir.

Makale detayları

COMBINED USE OF PHASE CHANGE MATERIAL AND THERMAL INSULATION IN THE BUILDING ENVELOPE TO ENHANCE THE THERMAL COMFORT AND ENERGY-SAVING

Yazarlar:

Doğukan Kadir Yemenici | Kübra Ekiz Barış

Yayıncı:

Bursa Uludağ University

Ana Başlıklar:

Yapı Teknolojisi

Dergi:

Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.30 Issue 2, pp.439-458

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001355779

pISSN:

2148-4155

Phase change material

Thermal insulation

Indoor temperature

Thermal comfort

Energy-savingFaz değiştiren malzeme

Termal yalıtım

İç sıcaklık

Termal komfor

Enerji tasarrufu

Sayı

Makale detayları

Yazarlar: Doğukan Kadir Yemenici | Kübra Ekiz Barış

Yayıncı: Bursa Uludağ University

Ana Başlıklar: Yapı Teknolojisi

Dergi: Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.30 Issue 2, pp.439-458

Belge Tipi: Makale

Yayın Tarihi: 8/2025

Belge Dili: İngilizce

Document ID (Org No.): 2001355779

pISSN: 2148-4155

Sayı

Yazarlar:

Doğukan Kadir Yemenici | Kübra Ekiz Barış

Yayıncı:

Bursa Uludağ University

Ana Başlıklar:

Yapı Teknolojisi

Dergi:

Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi Vol.30 Issue 2, pp.439-458

Belge Tipi:

Makale

Yayın Tarihi:

8/2025

Belge Dili:

İngilizce

Document ID (Org No.):

2001355779

pISSN:

2148-4155