Bina kabuğunun enerji korunumunu sağlayarak ısıl konforu gerçekleştirmekteki başarısı, kabuğu tanımlayan değişkenlere olduğu kadar kabuğun sağlığına da bağlıdır. Kabuktaki nem miktarının yoğuşma olayı nedeni ile artmasına bağlı olarak meydana gelebilecek yapısal hasarlar, kabuğun sağlığını ve ısı yalıtkanlığı sağlamaktaki performansınıönemli ölçüde etkilemektedir. Bunedenle, bu çalışmada bina kabuğunda ısı yalıtımı kullanımı ve nem kontrolününbirlikteelealınmasının önemivurgulanmaktadır.

GİRİŞ

Bina kabuğunun en önemli işlevlerinden biri iç çevrede ısıl (termal)konforkoşullarının sağlanmasıdır. Konfor durumu, fizyolojik açıdan insanın çevresine minimum düzeyde enerji harcayarak uyum sağlayabildiği ve psikolojik açıdan çevresinden hoşnut olduğu koşullardır. ASHRAEStandart 5581'e göre ısıl konfor kişinin iklimsel çevresinden tatmin olduğu koşullar olarak tanımlanmaktadır. Şekil 1, bu standart tarafındantanımlanan konfor bölgelerini vermektedir [1] Şekil l'de verilen konfor bölgelerini tanımlayan iklimsel kombinasyonlar, çeşitli hava sıcaklığı, yüzey sıcaklıkları, nem ve hava hareketi hızı değerleri kombinasyonları olarak çok sayıda iklim durumu için, insan sağlığı açısından fizyolojik tepkilerin optimal değerlerde olmasını olanaklı kılan, insan performansının maksimize edildiği ve insanın iklimsel çevreden hoşnut olduğu koşullardır ve optimal iç koşullar veya ısıl konfor koşulları olarak belirlenirler. Bina içi çevrelerde, insanın eylemlerini istenilen performans ile gerçekleştirebilmesi ve insan sağlığında sürekliliğin sağlanması için, ısıl konfor koşulları yılın her döneminde mutlaka sağlanması gerekli koşullardır.

Bina içi çevrelerde ısıl konforun gerçekleştirilmesinde iç ve dış çevreyi ayıran bir eleman olarak bina kabuğundan ısı geçişinin kontrolü büyük bir önem taşımaktadır. Bina kabuğunun ısı geçişi kontrolünde göstereceği performans düzeyi, kabuğun ısı geçişine ilişkin fiziksel özelliklerin alacağı değerlerin yanı sıra kabuğun sağlığı ile de ilişkilidir. Bina kabuğunun sağlığını etkileyen en önemli etkenlerden biri de nemden kaynaklanan yoğuşma olayıdır. Kabuktaki yoğuşma olayına bağlı olarak meydana gelecek hasarlar, kabuğun sağlığını bozmakta ve kabuk ısıl konfor koşullarını gerçekleştirmede beklenen performansı gösterememektedir. Bina kabuğundan ısı geçişi ve nem kontrolünün istenen düzeyde yapılamaması sonucunda kabuğu oluşturan malzemelerin ısı geçirme direncini azalmakta bu durum istenmeyen ısı kaybı veya kazançlarına da neden olmaktadır.

BİNA KABUĞUNDA ISI YALITIMI KULLANIMINI GEREKLİ KILAN NEDENLER

Günümüzdeki enerji sorunu göz önünde bulundurulduğunda, bina kabuğunun ısıl konforu minimum enerji kullanarak sağlaması büyük bir önem taşımaktadır.

Şekil 2, yıllara bağlı olarak Türkiye'deki birincil enerji kaynakları toplam üretimi ve tüketimini vermektedir. Şekilden görüldüğü gibi enerji üretiminin azalmasına karşın enerji tüketimi artmakta, tüketilen enerjiyi karşılamak için üretilen enerji yetersiz kalmaktadır. Binalarda enerji gereksiniminin artması, bunun sonucunda binalarda kullanılan tükenebilir enerji kaynaklarının azalması, binalarda enerji korunumun sağlanmasını ve dolayısıyla ısı yalıtımı kullanımını gerekli kılmaktadır. Kullanıcı sağlığı düşünüldüğünde, binalarda ısı yalıtımı kullanarak ısı kayıplarını azaltmanın en önemli nedenlerinden birisi de enerji kökenli hava kirliliğidir. Türkiye'de enerji tüketiminden kaynaklanan S02, Nox, C02 parçacıkları ve diğer emisyonlar bölgesel ölçekte önemli sorunlara yol açmaktadır. Özellikle kış aylarında yaşanan, insanları, ürünleri ve doğal yaşamı tehdit edici boyutlara ulaşan hava kirliliğine en büyük katkı enerji tüketiminden kaynaklanmaktadır. Avrupa Mineral Yün Yalıtım Malzemeleri Üreticileri Birliği EURIMA'dan alınan 2001 verilerine göre Şekil 3, konutlardan çıkan yıl bazında toplam C02 emisyonlarını vermektedir.

Yapılardaki enerji kullanımlarının Avrupa'daki C02 emisyonlarının % 40'ma sebep olduğu bilinmektedir. Ülkemizde toplumun küresel ısınma ve iklim değişikliği ya da binaların çevre için taşıdıkları konusunda yeterli bilgisi olmadığı görülmektedir. İnsanların, binalarda yalıtımı geliştirme konusunda gösterecekleri kişisel çabaların C02 emisyonlarını azaltmak açısından taşıyacağı önemin farkında olmadıkları açıkça ortadadır. Bu nedenle binalarda yalıtım standartlarının yükseltilmesi için yoğun bir çaba gösterilmesi gerekmektedir. Şekil 4. EURIMA'dan alınan 2001 verilerine göre konut başına düşen yıllık enerji kaybını; Şekil 5 ise duvarlardan meydana gelen enerji kaybını vermektedir. Şekil 5'ten görüldüğü gibi Türkiye'de duvarlardan meydana gelen enerji kaybı tavsiye edilen azami enerji tüketiminin üzerindedir.

Yukarıdaki açıklamaların ışığında enerji harcamalarının azaltılmas: için bina kabuğundan ısı kayıplarının azaltılması zorunludur. Bu nedenle kabukta ısı yalıtımı kullanım, kullanımının giderek artması beklenmektedir. Türkiye'de 1998 yılınd; ortaya konulan ve bu yıl revizyon çalışmaları yapılan ısı yalıtımı standardınm ısıtma enerjisi harcamalarına sınırlama getirdiği bilinmektedir [4]. Bu standart ile kabukta kullanılan ısı yalıtımı ile ısı kayıpları minimize edilerek daha az yakıt enerjisi harcaması gerçekleştirilmeye çalışılmaktadır. Ancak, binalarda sürdürülebilir enerjiyi gerçekleştirmek için öncelikle çevreyi kirletmeyen ve üretim maliyeti minimum olan doğal enerji kaynaklarının kullanımı tercih edilmelidir. Bu nedenlerle özellikle güneş ışınımı ve hava sıcaklığı gibi ısı enerjisi sağlamada yararlanılabilecek iklimsel elemanların etkilerinin binalar aracılığıyla optimizasyonu gerekli olmaktadır. Dolayısıyla iklimsel elemanlar pasif ısıtma sistemini aktive eden kaynaklar olarak düşünülmeli ve gerekli ısı yalıtımı kalınlıkları bu düşünceden hareketle saptanmalıdır.

BİNA KABUĞUNDA NEM KONTROLÜNÜ GEREKLİ KILAN NEDENLER

Bina kabuğunun yapımında kullanılan hemen tüm yapı malzemeleri, az veya çok gözenekli yapıları nedeniyle çevredeki nemi bünyelerine alma, depolama, taşınmasını sağlama ve tekrar bünyelerinden atma özelliğine sahiptir. Çok katmanlı yapı elemanlarında kullanılan farklı malzemelerin, farklı nem geçirgenlik özelliklerine sahip olmaları nedeni ile taşınan nemin bazı katmanlardan hızlı bir şekilde geçerken, bazı nem geçirgenlik direnci yüksek katmanların önünde birikmesi söz konusu olabilmektedir. Bundan başka, dış kabuk katmanlarında, olağan şartlardaki nemin dışında, çevre şartlarının etkisi ile veya tasarım ve uygulama hatalarından ötürü, buharın suya dönüşmesi, diğer bir deyişle "yoğuşma" da meydana gelebilmektedir. Bunun sonucunda ise kabuğun kendisinden beklenilen performansı yerine getirememesi söz konusudur. Bina kabuğundan geçen veya beliıi: bir süre boyunca depolanan nemin, gerek bina bileşenlerine gerekse kullanıcılara olumsuz etkileri söz konusu olabilmektedir. Nemin, bina bileşenlerine olası etkileri arasında, bozulma ile birlikte, malzemelerin ısıl performansına ve ısı geçişine etkis: sayılabilir. Ortamdaki ve bileşen bünyesindeki nem, kullanıcı konforu ile sağlığı üzerinde de etkili olmaktadır Bina bileşenlerinde aşırı nem birikmesi veya doğrudan yoğuşma meydana gelmesi nedeni ile ıslanma/kuruma, donma/çözülme, korozyon. yüzey kirlenmesi ve biyolojik etkile"" gibi genelde olumsuz olaylar meydana gelmektedir. Malzeme içindeki nemin ve nem geçişinin, malzemenin ve sistemin ısıl performansı üzerinde önemli derecede etkisi söz konusu olmaktadır. Yapı malzemelerinin gözenekleri ve boşluklarını dolduran "kuru" hava, malzemenin ısıl direncine olumlu katkıda bulunmaktadır. Gözeneklerdeki havanın nem oranının artması veya hal değiştiren buharın suya dönüşmesi sonucu, bu bölgelerde meydana gelen ısı geçişi artmaktadır. Suyun ısı geçirme özelliğinin, kuru havaya göre 25 kat daha fazla olması bu olgunun meydana gelmesinde en önemli etmen olarak ortaya çıkmaktadır. Bu nedenle gerek ısıl konforun sağlanması gerekse enerji korunumu açısından belirli bir ısı geçiş direncine sahip olarak tasarlanmış bina kabuğu, nemlilik arttığında kendisinden beklenen performansı gösterememektedir [5]. Gerek ortamda bulunan nem, gerekse bina kabuğunda biriken nem kullanıcı konforu ve sağlığı üzerinde etkili olmaktadır. Ortamdaki nem oranı, kullanıcının ortam sıcaklığını algılamasına olan etkisi ile ısıl konforu oluşturan bileşenlerden biridir (Şekil 1). Nem oranının yüksek olduğu durumlarda yüksek sıcaklıklar, olduğundan daha "sıcak", düşük sıcaklıklar ise olduğundan daha "soğuk" olarak algılanmaktadır. Nem oranının düşük olduğu durumlarda kullanıcıda, sağlık problemleri ve konforsuzluk hissi oluşabilmektedir. Nem oranının yüksek olduğu ortamlar, "toz akarları"nın da hızlı bir şekilde çoğalmasına neden olabilmektedir. "Toz akarları" bazı kullanıcılarda alerji ve astım gibi sağlık sorunlarına neden olabilmektedir. Organik kökenli malzeme yüzeylerinde, uygun sıcaklık ve nem şartları söz konusu ise, bazı mantar türleri, yaşama olanağı bulup çoğalabilmektedir. Nemli yüzeylerde gelişme olanağı bulan ve "küf" olarak adlandırılan bu mantar ve sporları bazı kullanıcılarda yine alerji, astım, enfeksiyon ve zehirlenme gibi sağlık sorunlarına neden olabilmektedir [5]. Bina kabuğunun kendisinden beklenilen tüm performansları sürekli olarak gösterebilmesi ve kullanıcı konforu ile sağlığı açısından, bina kabuğunda nem kontrolünün yapılması zorunludur. Nem geçişinin ve depolanmasının kontrolünde genelde iki temel stratejiden söz edilebilir. Bunlar; olanaklar ölçüsünde nemin bir engel ile karşılaşmadan geçişine olanak tanıyan sistemler ile nem geçişinin uygun bölgelerde engellendiği "buhar kesicili" sistemlerdir. Nem kontrolü için, bu iki yaklaşımın dışında söz konusu olabilecek yöntemler olarak iç ortamdaki nemin, mekan havalandırması ile kontrol edilmesi veya kabuğun ısıl direncinin gerekli düzeye çıkarılarak, iç yüzey sıcaklığının arttırılması ile yüzeysel yoğuşmanın engellenmesi sıralanabilir.

SONUÇ

Bina kabuğunda alınacak uygun ısı yalıtım önlemleri, yalıtımlı binalarda yaşayanların benzer binalarda yalıtmışız yaşayanlara kıyasla daha az ısıtma ve işletme giderleri ödeyerek konforlu hacimlere kavuşmasını ve enerjinin etkin kullanımını sağlamaktadır. Enerjinin etkin kullanımı ile ülke ekonomisine katkıda bulunabilmek için bina yalıtım yönetmelikleri gelişen teknolojiye uygun olarak sürekli geliştirilmelidir. Ayrıca, uyulması zorunlu düzenlemelere ek olarak uygun teşvik, vergi ödeme kolaylıkları ile enerji tasarrufu sağlayan yalıtım malzemelerinin kullanımının ve sektörde ileri teknolojinin kullanımının yaygınlaştırılması sağlanmalıdır.

Diğer taraftan bina kabuğunu oluşturan malzeme içindeki nem ve nem geçişi, ısı yalıtım sisteminin performansını olumsuz yönde etkilemekte. bina kabuğu ısı korunumu işlevini yerine getirmekte yetersiz kalmaktadır. Özellikle, bina yapımı tamamlandıktan sonra, kabuğun kendisinden beklenilen performansı yerine getirememesi durumunda, bu tür sorunların ortadan kaldırılmasının çok zor, hatta bazı durumlarda olanaksız olduğu açıktır. Bu nedenden ötürü kabukta ısı yalıtımı ve nem kontrolü birlikte ele alınmalı, ısı ve nem ile ilgili sorunların ortaya çıkıp çıkmayacağının tasarım aşamasında belirlenip, yine bu aşamada gerekli önlemlerin alınması, dış kabuğun kendisinden beklenilen performansı sürekli olarak yerine getirebilmesi açısından önemlidir.

KAYNAKLAR

1. ANON, ASHRAE STANDART 5581, Thermal Comfort Conditions for Human Occupancy, American Society of Heating Refrigerating and AirContioning Engineers, Atlanta, 1981

2. www.enerji.gov.tr

3. EURIMA (Europen Insulation Manufacturers Association). www.eurima.org

4. ANON, TS 825. Binalarda Isı Yalıtım Kuralları. Mecburi Standart Tebliği. Ankara. 1999.

5. TRECHSEL. H.R.. Moisture Control in Buildings. ASTM Manual Series: MNL 18. American Society for Testing and Materials. Philadelphia, 1994.

Prof. Dr. Gül KOÇLAR ORAL ¦ Y. Doç. Dr. M. Cem ALTUN

İTÜ Mimarlık Fakültesi