Bina dış kabuğunun önemli bir parçası olan dış duvarın opak bileşeninde bu amaca yönelik olarak, dıştan farklı tipte ısı yalıtım sistemlerinin uygulanması olanaklıdır. Tasarımın karar verme aşamasında, uygun sistem çözümlerinin belirlenmesinde veya var olan binaların değerlendirilmesinde, sistemler ile ilgili performans gereksinmelerinin bilinmesi gereklidir. Çalışmada, dış duvarların dışına yerleştirilen ıslak işlemlerle uygulanan kaplamalı (sıva ile) ısı yalıtım sistemi örneği üzerinde, sistem bileşenleri, kullanılabilecek malzemeler ve işlevleri tanıtılmış ve sistemin bir bütün olarak; ısıl, sunem ile ilgili, yangın ile ilgili, ses ile ilgili, stabilite ile ilgili, kullanım ile ilgili performans gereksinmeleri analiz edilerek ortaya koyulmuştur.

Giriş

Günümüzde binaların enerji etkinliğinin, enerji kullanımının istenilen düzeyde tutularak, kullanıcıların enerji için yaptıkları harcamaların düşürülmesi, ülke ekonomisine katkı ve çevre kirliliğinin azaltılması açılarından taşıdığı önem bilinmektedir. Binaların enerji etkinliğinin sağlanması ise enerji kazançlarının denetlenmesi, enerji kayıplarının denetlenmesi ve enerji kullanımının denetlenmesi yöntemleri ile gerçekleştirilebilmektedir. Dış kabuğun opak bileşeninde ısı şeklindeki enerji kayıp ve kazançlarının denetlenmesi kabuğun, ısı geçirme, ısı depolama gibi ısıl ve yutuculuk ve yansıtıcılık gibi opak özellikleri yardımı ile olabilmektedir. Bunlar arasında en etkili özellik olan ısı geçirme özelliği, kabuğu oluşturan katmanların ısı iletkenlik katsayıları ile kalınlıklarına bağlıdır. Kabuğun, gövdesinin ve kaplamalarının ısı geçirme özelliğinin istenilen düzeyde olmaması durumunda, bir ısı yalıtım katmanı eklenerek, istenilen özelliklerin kazandırılması olanaklıdır. Isı yalıtım katmanı, kabuğun içine, ortasına veya dışına yerleştirilebilmektedır. Isı yalıtım katmanının kabuğun dış tarafına yerleştirilmesi, özellikle iskelet yapı sisteminde oluşabilecek ısı köprülerinin engellenmesi açısından diğer seçeneklere göre daha uygundur. Isı yalıtım katmanının kabuğun dışına yerleştirilmesinde farklı malzemelerden oluşan bileşenlere sahip, farklı yöntemler ile uygulanan ısı yalıtım sistemlerin kullanılması olanaklıdır.

Uygulanacak ısı yalıtım sistemin birici işlevi, ısı kayıp ve kazaçlarının denetlenmesine yönelik olarak, bir ısıl direnç oluşturmak ve bununla birlikte, özellikle dıştan uygulanan sistemlerin, dış kabuğun opak bileşeninden genel olarak beklenilen işlevlerin de büyük bir bölümünü yerine getirmesi gerekliliği ortaya çıkmaktadır. Bunun yanı sıra ısı yalıtım sisteminin birincil işlevinin de sürekliliğinin sağlanması gereklidir. Farklı özelliklere sahip dıştan uygulanan ısı yalıtım sistemlerinin, uygulama sonrası kendilerinden beklenilen işlevleri yerine getirememeleri ile ilgili sorunların ortaya çıkmaması için, tasarım aşamasında, sistem seçeneklerinin değerlendirilerek, en uygun olanının seçilmesi gerekmektedir. Performans yaklaşımı ile sistemlerin değerlendirilerek, seçimi, çevresel etmenler ve kullanıcı gereksinmelerine bağlı olarak performans analizi yapılması, performans gereksinmelerinin ortaya koyulması, performans değerlendirme ölçütlerinin oelirlenmesi, performans değer'endirme ölçütlerinin sınır değerlerinin belirlenmesi, performans değerlendirmesi ve buna bağlı olarak seçimin yapılması aşamadan oluşmaktadır [1].

Asağıda, ıslak işlemlerle uygulaman kaplamalı (sıva ile) ısı yalıtım sistemi örneği üzerinde, sistem tipleri ve sistem bileşenleri tanıtılmış, sistem ile ilgili performans gereksinmeleri, Avrupa [2],[3] ve Amerika'da [4] konu ile ilgili olarak yapılmış çalışmalar da esas alınarak ortaya koyulmuştur.

Sistem tipleri

Islak işlemlerle uygulanan kaplamalı (sıva ile) ısı yalıtım sistemi farklı yöntemler ile duvar gövdesine tutturulabilmektedir. Duvar gövdesinin özelliklerine ve rüzgarın emme kuvvetinin etkinliğine bağlı olarak, sistemin yapıştırılarak (Şekil 1) dübelli vida, çivi (Şekil 2) veya çıtalar (Şekil 3) ile uyguanması olanaklıdır. Sistem bileşenleri: İşlevleri ve «jllanılabilecek malzemeler Dış duvarın dışına yerleştirilen ıslak işlemlerle uygulanan kaplamalı (sıva ile) ısı yalıtım sistemi; ısı yalıtimi, sıva donatısı, yapıştırıcı, tutturma gereçleri, sıva ve diğer bazı aksesuar gereçlerinden oluşmaktadır. Bu bileşenlerin sistem içerisinde üstlendikleri işlevler bu işlevlerin yerine getirilmesine olanak tanıyan bazı malzeme seçenekleri aşağıda sıralanmıştır.

Isı yalıtımı:

fabrikada üretilmiş, yeterli ısıl dirence sahip levhalardır. Duvardan meydana gelen ısı geçişinin istenilen düzeyde tutulması işlevini üstlenmektedir. Isı yalıtimi olarak; doğal lifli (cam yünü, taş yünü gibi) veya yapay köpük (eps, xps gibi) levhalar kullanılabilmektedir.

Sıva donatısı:

Isı yalıtımı katmanı üzerine yapılan ıslak uygulamalı kaplamanın, yani sıvanın içine yerleşirilerek, bunun mekanik dayanımını artırma işlevini üstlenmektedir. Sıva donatısı olarak; cam lifi, metal veya plastik fileler kullanılabilmektedir.

Yapıştırıcı:

Isı yalıtımının dış duvara, sıva donatısının ısı yalıtımına, köşe profilinin ısı yalıtımına tutturulmasında kullanılmaktadır. Aşağıda sıralanan üç farklı tipte yapıştırıcının kullanılması olanaklıdır:

? Toz halinde olup, inorganik ve/veya organik bağlayıcılı ve örneğin su gibi katkılar ile karıştırılarak hazırlanan

? Harç kıvamında olup, herhangi bir katkı gerektirmeden karıştırılıp uygulanabilen

? Harç kıvamında olup, örneğin çimento gibi katkılar ile karıştırılarak hazırlanan

Tutturma gereçleri:

Gerekli olduğunda; ısı yalıtım levhalarının dış duvara, sıva donatısının ısı yalıtımına ve dolayısı ile duvara tutturulmasında kullanılmaktadır. Plastik kılıflı ve geniş başlı metal vidalar veya plastik ya da metal çıtalar tutturma gereçleri olarak söz konusu olabilmektedir.

Sıva:

Sistemi dış etkilere karşı koruma ve estetik amaçlı bitirme katmanıdır. Mineral esaslı veya yapay reçine esaslı, yerinde hazırlanan veya hazır ürünler kullanılabilmektedir.

Diğer aksesuarlar:

Sistemin alt ve yan sınırını oluşturan genelde metal profiller, köşelerde mukavemeti arttıran metal profiller ile doğrama v.s. gibi diğer elemanlar ile birleşimde kullanılan profiller, sistemin diğer bileşenleridir.

Sisteme ilişkin performans gereksinmeleri

Dış duvarın dışına yerleştirilen ıslak işlemlerle uygulanan kaplamalı (sıva ile) ısı yalıtım sistemine ilişkin performans gereksinmeleri duvarın opak bileşenini etkileyen çevresel etmenler ve bunlar ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri analiz edilerek ortaya koyulmuştur.

Isıl performans:

Çevresel etmen: Sıcaklık

Isı geçirgenliği ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Isı geçirgenliği ile ilgili bileşenlerin en önemli özellikleri, ısı iletkenlik katsayısı ve kalınlıklarıdır. Buna bağlı olarak sistemin bir bütün olarak ısı geçirme katsayısı (k) ısı geçişini belirleyici özelliktir. Sistemde ısı geçişinde karşı en önemli direnci ısı yalıtımı katmanı oluşturmaktadır. Isı geçirgenliği ile ilgili performans gereksinimi: Sistemin, diğer opak duvar katmanları ile birlikte söz konusu olan ısı geçirme miktarı istenilen düzeyde olmalıdır. Bu düzeyin, ısı geçirme katsayısı (k) cinsinden en azından imar ve iskan Bakanlığı tarafından yayınlanan 1985 yılına ait bazı belediyelerin imar yönetmeliklerinde değişiklik yapan yönetmelikte [5] duvarlar için verilen sınır değerlere uygun olması gerekmektedir. Bunun dışında, ısıtma enerjisi sakinimi veya ısıtma sonucu oluşan hava kirliliğinin, istenilen düzeyde tutmak üzere belirlenen sınır değerlerine uygun olması gerekmektedir. Sıcaklığa dayanıklılık ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Bileşenlerin sıcaklığa dayanımları ile ısı genleşme özellikleri.

Sıcaklığa dayanıklılık ile ilgili performans gereksinimi: Sistemin ısı yalıtım ve su geçirimsizlik özellikleri yüksek veya düşük sıcaklıklarda (+60°C ile 20°C arası) değişim göstermemelidir. Sistem ani sıcaklık değişimlerinde (AT=30°C) zarar görmemelidir. Ayrıca genleşme derzleri, köşeler ve tespit bölgelerinde sıcaklık etkisi ile hasar meydana gelmemelidir.

Su ile ilgili performans:

Çevresel etmen: Yağış suları, sıçrama suları.

Su ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Malzemelerin kılcal su emicilik ve su geçirgenin özellikleri. En dıştaki bileşen olup, yağış ve sıçrama suları ile doğrudan ilişkide olan sıvanın bu özellikleri, sistemin genel özelliği üzerinde de etkili olmaktadır.

Su ile ilgili performans gereksinimi: Sistem, her koşulda yağış ve sıçrama sularına karşı yeterince geçirimsiz olmalıdır ve bundan dolayı hasara uğramamalıdır.

Nem ile ilgili performans:

Çevresel etmen: Dış ve iç ortamdaki nem nedeni ile meydana gelen nem geçişi.

Nem ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Malzemelerin nem geçirme ve nem depolama özellikleri ile katmanların sistem içerisindeki sıralanmaları.

Nem ile ilgili performans gereksinimi: Olağan şartlarda, sistemin özelliklerini yitirmesine neden olacak olağan dışı nem birikmesi veya yoğuşma meydana gelmemelidir.

Ses ile ilgili performans:

Çevresel etmen: Dış gürültü.

Ses ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Sistemin üzerine uygulandığı duvar ile birlikte oluşturduğu ses geçiş kaybı.

Ses ile ilgili performans gereksinimi: Dış duvara dıştan ısı yalıtımı sistemi uygulandıktan sonra, ses geçirme düzeyi istenilen değerde olmalıdır.

Yangın ile ilgili performans:

Çevresel etmen: Yangın.

Yangın ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Bileşenlerin alevlenme sıcaklığı, yanma sıcaklığı, ateş iletme özellikleri. En dıştaki bileşen olup, dıştan kaynaklanan yangın ile doğrudan ilişkide olan sıvanın bu özellikleri, sistemin genel özelliği üzerinde de etkili olmaktadır.

Yangın ile ilgili performans gereksinimi: Sistemin cephe dış kaplaması yanmaz veya alev almaz malzemelerden oluşturulmalıdır [6]. Stabilite ile ilgili performans Çevresel etmen: Kendi ağırlığı, rüzgar, sıcaklık değişimleri, darbe.

Stabilite ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Sistemi oluşturan tüm bileşenlerin mekanik özellikleri. Stabilite ile ilgili performans gereksinimi: Sistem, kendi ağırlığı, rüzgar kaynaklı emme kuvveti, sıcaklık değişimleri sonucu oluşan gerilme ve olağandışı şartlarda oluşan darbe kuvvetine karşı yeterli dayanıma sahip olmalı ve tutturma yüzeyinden ayrılma meydana gelmemelidir.

Mekanik dayanım ile ilgili performans:

Çevresel etmen: Basınç yükü, darbe.

Mekanik dayanım ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Sistemi oluşturan tüm bileşenlerin ve sistemin bütününün mekanik özellikleri. Mekanik dayanım ile ilgili performans gereksinimi: Sistem, olağan kullanım sonucu oluşan darbeler ve basınç kuvvetlerinde özelliklerini yitirmemelidir. Yapı elemanları ile taşıyıcı sistemdeki hareketler ile ilgili performans:

Çevresel etmen: Yapı elemanları ile taşıyıcı sistemdeki hareketler. Yapı elemanları ile taşıyıcı sistemdeki hareketler ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Sistemi oluşturan tüm bileşenlerin mekanik özellikleri.

Yapı elemanları ile taşıyıcı sistemdeki harekteler ile ilgili performans gereksinimi: Sistemde, olağan şartlarda tutturulduğu yapı elemanları ile taşıyıcı sistemdeki hareketler sonucu çatlamalar veya tutturma yüzeyinden ayrılma meydana gelmemelidir.

Dayanıklılık ile ilgi performans: Çevresel etmen: Atmosferik etkiler (sıcaklık ve nemdeki periyodik değişimler, yüksek/düşük sıcaklık, UVışınları), Kimyasal etkiler (havadaki gazlar, sular, kimyasal maddeler), biyolojik etkiler (bitki, bakteri, mantar, hayvanlar) ve bunların etkileri ile meydana gelen süreçler, zaman.

Dayanıklılık ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri: Sistemin mekanik, fiziksel, kimyasal ve biyolojik tüm özellikleri.

Dayanıklılık ile ilgili performans gereksinimi: Olağan şartlarda sistemin yaşam süresi en az 20 yıl olmalıdır. Ayrıca sistem bileşenleri, olağan şartlarda kimyasal/fiziksel stabiliteye sahip olmalıdır, korozyona uğramamalıdır, birbiri ile uyumlu olmalıdır. Sistem bir bütün olarak da istenilen dayanıma sahip olmalıdır.

Uygulama ile ilgili performans: Çevresel etmen: Uygulama ile ilgili bileşen ve sistem özellikleri:

Sistemin uygulama yöntemi.

Uygulama ile ilgili performans gereksinimi: Uygulama yöntemi, sistemden beklenilen performansın yerine getirilmesini engellemelidir. Yukarıda sıralanan temel performans gereksinmeleriyanı sıra, dış duvarın dışına yerleştirilen ıslak işlemlerle uyguan kaplamalı (sıva ile) ısı yalısisteminin, çeşitli çevresel etiler ve kullanıcı gereksinmelerine bağlı olarak aşağıdaki özelliklere de sahip olmalıdır: Sistemin yüzeyi, geleneksel yöntemler ile uygulanan sıvadaki düzgünlük toleranslarına uygun olmalıdır. Sistem, cepheye olağan şartlartespit edilen elemanların (yağmur iniş borusu, metal parmaklık gibi) tutturulmasına olanak tanımalıdır. Sistemin yüzeyi, istenilen sel etkinin sürekli sağlanabilsi için belirli aralıklarla bakımdan geçirilmelidir (5 yılda bir), Sistemi oluşturan bileşenlerin kalesi, sistemin kalitesinin süreklilisağlayacak düzeyde olmalıdır.

Sonuç

Binalarda enerji etkinliğinin sağmasında, bina dış kabuğunun önemli bir parçası olan dış duvarın opak bileşenine 'ısı geçirme sayısının' (k) istenilen düzeye rılmesine yönelik olarak, dışfarklı tipte ısı yalıtım sistemlerinin uygulanması olanaklıdır. Uygulanacak ısı yalıtım sistemin birinci işlevi, ısı kayıp ve kazançlarının denetlenmesine yönelik olarak, bir ısıl direnç oluşturmak olmakla birlikte, özellikle dıştan uygulanan sistemlerin, dış kabuğun opak bileşeninden genel olarak beklenilen işlevlerin de büyük bir bölümünü yerine getirmesi gerekliliğinden yola çıkılarak ıslak işlemlerle uygulanan kaplamalı (sıva ile) ısı yalıtım sistemi ile ilgili performans gereksinmeler sıralanmıştır. Performans gereksinmelerinin ortaya koyulması, tasarım aşamasında sistem seçeneklerinin performans yaklaşımı ile değerlendirilip uygun seçeneğin belirlenmesinde ilk aşamayı oluşturmaktadır. Performans gereksinmelerinden yola çıkılarak, standart ve yönetmelikler de göz önünde tutularak performans değerlendirme ölçütleri ile sınır değerlerinin belirlenmesi gereklidir. Sistemin, performans değerlendirme ölçütleri ile ilgili sınır değerleri karşılayıp karşılamadığı uygun hesaplama, deney ve gözlem yöntemleri ile denetlenip, değerlendirme ve seçimin gerçekleştirilmesi olanaklıdır.

Kaynaklar

[1] SNECk, T.; SAARIMAA, J.; Performance Analysis, NBS Special Publication 361, Volume 1: Performance Concept in Buildings, Proceedings of the RILEMASTCIB Symposium, May 25, (ed.: B.E.Foster), s.431438, N.B.S., Gaithesburg, 1972.

[2] UEAtc, Technical Guide for the Assessment of Externel Wall Insulation Systems Faced with Mineral Render. M.O.A.T., No.51, Nov.'92, B.B.A., Watford,1992.

[3] EINSFELD, U., Information über VVarmedammVerbundsysteme, Deutsche Bauzeitschrift 6/95, s. 159162, Bertelsmann Fachzeitschriften, Gütersloh,1995.

[4] VVILLIAMS, M.F., VVILLIAMS, B.L., Exterior Insulation and Finish Systems (EIFS) Part I: EIFS Standards Development in the U.S., Journal of thermal Insulation and Building Envelopes Vol. 18/95, s.390398, Technomtc Pub.Co.,Lancaster,1995.

[5] ANONİM, Bayındırlık ve iskan Bakanlığından: Bazı Belediyelerin imar Yönetmeliklerinde Değişiklik Yapılması ve bu Yönetmeliklere Yeni Maddeler Eklenmesi Hakkında Yönetmelik, Resmi Gazete, Sayı 18637,s.522, 16 Ocak 1985.

[6] ANONİM, Yangından Korunma Yönetmeliği, istanbul Büyükşehir Belediyesi, 17.01.1992.

(*) İZODER Sempozyumu bildiriler kitabında yayımlanmıştır.

M.Cem ALTUN

İ.T.Ü. Mimarlık Fakültesi Yapı Bilgisi Anabilim Dalı