8 Aralık 2011 | TEKNÄ°K MAKALE 93. Sayı (Kasım - Aralık 2011)

Prof. Dr. Hikmet Karakoç, Mak. Müh. Orhan Turan Y. Mimar Ecvet Binyıldız, Mak. Müh. Elif Yıldırım 2. Bölüm
ISI YALITIM MALZEMELERİ VE ÖZELLİKLERİ

Isı Yalıtım Malzemesinden İstenilen
Başlıca Özellikler

Isı yalıtım malzemeleri kullanılırken birçok özellik de istenmektedir. En çok istenilen özellikler kısaca aşağıda açıklanmıştır.

Isı İletim Katsayısı (l):
Yalıtım malzemelerinden istenilen en önemli özelliktir. Isı iletim katsayısı l değerinin olabildiğince küçük olması (sıfıra yakın), ısıyı o kadar az geçirdiğini gösterir. Ayrıca, laboratuvarda ölçülen değer değil, pratik l değeri verilmelidir.
Isı iletim katsayısı, malzemelerin birbirine dik 1 metre mesafedeki, 1 m2 iki yüzeyi arasından sıcaklık farkı 1 °C olduğunda, birim zamanda geçen ısı miktarı olarak tanımlanmaktadır. Isı iletim katsayısı ısı yalıtım malzemelerinin seçiminde en belirleyici özelliktir. Isı iletim katsayısının tanımını açıklayan resim Şekil 2.3’te verilmiştir.
Düşük ısı iletim katsayısına sahip malzemeler, yüksek ısı iletim direncine sahiptirler.
Dolayısıyla bu tür malzemeler yüksek ısı yalıtım performansına sahiptirler. Bazı maddelerin ısı iletkenlik katsayılarının karşılaştırılması Şekil 2.4’te görülmektedir.

Neme Karşı Duyarlılık:
Sudan direkt olarak etkilenmemeli ve higroskopiklik veya kapilarite yoluyla dolaylı olarak ıslanıp ısı iletim katsayısı (l) yükselmemelidir (kötüleşmemelidir).

Sağlığa Etkileri:
Üretim, uygulama ve kullanım sırasında sağlığa zarar vermemelidir.

Su Buharı Difüzyon Direnç Katsayısı (m):
Nasıl ki ısı sıcak taraftan soğuk tarafa geçerse, su buharı da sıcaklığa ve neme bağlı olarak, kısmi buhar basıncı yüksek taraftan düşük tarafa doğru ilerler. İlerlerken de bir direnç ile karşılaşır (Buhar Difüzyon Direnci). Her yapı malzemesi, kalınlığına bağlı olarak Buhar Difüzyonu’na karşı koyar. Şekil 2.5’te malzeme içinde su buharı geçişi görülmektedir.
Malzemelerin su buharı geçişine karşı gösterdikleri direncin, havanın su buharı difüzyon direncine oranlanmasına, Su Buharı Difüzyon Direnç Katsayısı denir ve m ile gösterilir.
İçinden düşük sıcaklıkta akışkan geçen boru hatlarının (örneğin fan-coiller, klima kanalları) dış yüzey sıcaklığı, genelde ortam sıcaklığının çok altında olmaktadır. Boru hattının bulunduğu ortamın sıcaklığına ve nemine göre bulunan öyle bir sıcaklık vardır ki, bu sıcaklığa terleme sıcaklığı denir.
Boru hattının dış yüzey sıcaklığı, terleme sıcaklığının altına düşerse yoğuşma olur. Bazı maddelerin m Su Buharı Difüzyon katsayıları Şekil 2.6’da verilmiştir.

Çeşitli Kuvvetlere Dayanıklılığı:
Isı yalıtım malzemesinin, kullanım yerine göre basınca, çekmeye, gerilmeye mukavemeti, elastikiyeti, kırılganlığı ve sarsıntıya dayanıklılığı verilmelidir.

Direnci:
Isı yalıtım malzemesinin korozyon, çürüme, küflenme, haşarat barındırma gibi etkenlere karşı direnci olmalıdır. DIN 1988 7. Bölüm 5:3’de belirtildiği gibi yalıtım malzemeleri olabildiğince nötr olmalıdır. Bünyesinde, suda çözülür klorlar, NH3 ve NOx, belirtilen oranlardan fazla olmamalıdır. Bu standarda göre çelik borulardaki klor sınırı %0,05, bakır borulardaki nitrat ve amonyak sınırı %0,2 olarak verilmektedir.
Isı yalıtım malzemesinin korozyon dayanımı, yalıtım malzemesinin bünyesine giren su veya su buharının çeşitli agresif klorlarla tepkimeye girmesi ile oluşur. Bu nedenle korozyon dayanımı için yalıtım malzemesinin aşağıdaki iki özelliğe sahip olması gerekir:

1.    Olabildiğince nötr olup, suda çözülür klorları bünyesinde bulundurmaması gerekir.
2.    Hacimce su emme oranının fazla olmaması ve su buharı difüzyon katsayısının (m) olabildiğince yüksek
    olması gerekmektedir.

Şekil Değiştirmezliği:
Fiziksel etkiler ve ısı değişiklikleri sonucu boyut ve şekil değiştirmemesi, küçülmemesi ve büyümemesi istenir. Aksi halde değişiklik değerleri verilmelidir. Ayrıca ıslanma sonucu boyut değiştirmesi istenmez.

Sıcaklığa Dayanma ve Yanma Durumu:
Isı yalıtım malzemesinin hangi sıcaklıklar arasında kullanılacağı belirtilmeli, malzeme alev ve yanmaya karşı dayanıklı olmalıdır.
İngiltere (BS 476), Almanya (DIN 4102), İskandinavya, İtalya, Hollanda, Fransa ve İsveç yangın standartlarını yaygın olarak kullanmaktadır. 2003 yılından itibaren ise tüm bu ülkelerin yangın güvenliği standartlarını da kapsayacak ve tüm Avrupa’da geçerli olacak yeni bir “Yangın Güvenliği Standardı” yürürlüğe girmiştir.
Gerek tesisatta, gerekse yapıda kullanılan yalıtım malzemeleri yangın güvenliği açısından güvenilir olmalıdır. Malzemenin tutuşması, alevi yayması, çıkardığı ısı, çıkardığı duman ve toksisite, “Yangın Güvenliği” açısından en önemli kriterdir ve bir bütün olarak ele alınmalıdır.
 
• BS 476 İngiltere Yangın Standardı
    İngiliz yangın standardı BS 476’da malzemeler üç ana başlıkta ele alınmaktadır. Bunlardan Part 5,
    malzemelerin tutuşabilirliği, Part 6 yangına katılımı ve Part 7, yüzeyde alev yayılma hızı ile ilgilidir.
    Malzemeler Part 5’e göre “Class X” veya “Class P” olarak sınıflandırılır. Part 6’ya göre “Class 0-1-2-3”  şeklinde sınıflandırılır. Part 7’ye göre ise “Class 1-2-3-4” olarak sınıflandırılır. Bir malzemenin,

→    Part 6’ya göre “Class 0” olabilmesi için; alev yayılma indeksinin 12’den küçük ve alev yayılma alt     indekslerinden her birinin 6’dan küçük olması gerekir.
→    Part 7’ye göre sınıflandırılabilmesi için alevin belirli bir süredeki yayılımı incelenir ve mevcut tablolar kullanılarak malzemenin yangın sınıfı Part 7’ye göre belirlenir.
→    BS 476 İngiliz standardında malzeme eğer Part 6’ya göre “Class 0” ve Part 7’ye göre de “Class 1”
    ise malzeme “Class 0”dır.

İngiltere yangın standardına göre, yukarıdaki anlatılanlar özet olarak Çizelge 2.2’de gösterilmektedir.

• DIN 4102 Almanya Yangın Standardı
    Almanya Yangın standardı DIN 4102, malzemeleri iki ana gruba ayırmaktadır. A sınıfı (yanmaz) ve B sınıfı (yanıcı).
    A sınıfı malzemeler, A1 sınıfı (bünyesinde yanıcı madde bulundurmayan malzemeler) ve A2 sınıfı (bünyesinde az da olsa yanıcı madde bulunduran malzemeler) olarak alt kategoride değerlendirilirler. B sınıfı malzemeler ise B1 zor yanıcı, B2 normal yanıcı ve B3 kolay yanıcı sınıfı malzemeler olarak değerlendirilirler.
    Almanya yangın standardına göre, bazı maddelerin durumu Çizelge 2.3’te gösterilmektedir.

Kullanılabilirliği:
Isı yalıtım malzemesinin boyutları taşınmaya ve uygulamaya müsait, işçiliği kolay olmalıdır.

Hacimce Su Emme-Gözenek Yapısı:
Isı yalıtım malzemesinin açık veya kapalı gözenekli veya hem açık hem kapalı gözenekli olup olmadığı belirtilmelidir.

• Difüzyon Yoluyla Su Emme
    Malzemelerin açık veya kapalı gözenekli olmasına göre difüzyon yoluyla su emme yüzdeleri de
    değişiklik göstermektedir. Difüzyon yoluyla su emme yüzdesinin tespiti için malzeme kapalı bir test
    ortamında %90 bağıl nemde 24 saat boyunca bekletilmektedir. Malzemelerin test öncesi ve
    sonrasındaki ağırlıkları arasındaki farkın yüzdesi, difüzyon yolu ile hacimce su emme yüzdelerini
    belirlemektedir. Açık gözenekli olan malzemelerin bünyesine kolayca girebilen havadaki su buharı,
    malzemelerin bünyesinde yoğuşarak ciddi problemlere yol açabilmektedir.

• Direkt Suyla Temas Yoluyla Su Emme
    Bir ısı yalıtım malzemesinin ıslanması sadece difüzyon yoluyla olmayıp, direkt suyla temas yolu ile de
    olmaktadır. Malzemelerin direkt suyla teması sonucu bünyelerine su alma yüzdelerini tespit etmek için         malzeme, içi su dolu bir kap içerisine, malzemenin tamamı su altında kalacak şekilde yerleştirilir. Belli
    bir süreden sonra sudan çıkartılarak tartılır. Deneyden önceki ve sonraki ağırlıkları arasındaki farkın
    yüzdesi, malzemenin direkt suyla temas yolu ile bünyesine aldığı suyun yüzdesini verir.

Yoğunluğu:
Isı yalıtım malzemesi kullanım yerine göre olabildiğince az yoğunlukta olmalıdır.

Genel Özellikler:
Isı yalıtım malzemesinin içerdiği malzemeler, hücre yapısı, yoğunluğu, piyasaya arz şekli ve boyutları verilmiş olmalıdır.

Ekonomikliği:
Yalıtım malzemesi, benzerleriyle karşılaştırıldığında ekonomik bir fiyata sahip olmalıdır.

Ayrıca, atmosfer şartlarına ve asitlere karşı dayanıklı olmalıdır. Seçilen yalıtım malzemesinden, yalıtım yapılacak yerin gerektirdiği şartlara uyması, yalıtımın maliyeti başına en büyük ısı geçirgenlik direncini göstermesi beklenmektedir. Yer şartları açısından en önemli faktör, yalıtımın çalışma sıcaklığı içinde tam işlevini yerine getirebilmesi için, yalıtım malzemesinin kataloğunda verilen uygun yerlerde kullanılmasıdır.
 

---

R E K L A M