Özet
Yapılarda ısı yalıtımı gereken önem verilmez, etkin enerji tasarrufu politikaları uygulanmazsa, önümüzdeki yıllarda enerjide dışa bağımlılığımız daha da artacak ve çevre sorunlarıyla karşı karşıya kalınacaktır.
Bu çalışmada, yapıların dış duvarlarında ısı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanması ve detay sorunlarının araştırılması amaçlanmış, uygulamadan örnekler seçilerek detayları ve sorunları incelenmiştir. Özellikle ısı kayıplarının yüksek olması nedeniyle yapılarda daha çok enerji harcanmakta ve yakıt giderleri de artmaktadır.
Yapılan incelemelerde yapıların dış cephelerinin uygulanması sırasında ısı yalıtımı konusunda projelere uyulmadığı, standartlara göre gerekli olan ısı yalıtım malzemelerinin kullanılmadığı görülmüştür.
Çalışmada ısı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanması konusunda genel bilgiler verilmiş, yapıların ısı yalıtımı ile ilgili uygulamaları ve karşılaşılan sorunlar konusunda sadece dış duvarlar ile ilgili kesitlerin detayları çizilerek yoğuşma sorunlarının olup olmadığı incelenmiştir.
Sonuç bölümünde; ısı yalıtımsız binalarda enerji kaynaklarının daha fazla harcandığı belirtilmiş, incelemede bulunulan kesitlerden elde edilen sonuçlar verilmiştir.
Sorunların çözümü için ise standartlara uyulması, enerji tasarruflu, yoğuşma sorunlarının olmadığı ısı yalıtımlı detayların geliştirilmesi, akademik ve sektörel alanların ilgisinin çekilmesi konusunda önerilerde bulunulmuştur.
1. Giriş
Enerji kaynaklarının bilinçsiz kullanımı sonucunda dünyanın ekolojik dengesi değişmekte, gelecek nesillere yaşanabilir bir çevre bırakmama sorunları ortaya çıkmaktadır.
Günümüzde günden güne enerji kaynaklarının azalması, ısınma giderlerinin pahalılaşması, atmosfere sera etkisi yapan gazlar ve fosil yakıt atıklarının bırakılması gibi sorunların olması nedeniyle yapılarda standartlarda belirtilen ısı yalıtımı kurallarına uyulması ve enerjinin verimli kullanılması gerekmektedir.
Yapılarda ısı yalıtımı uygulamaları ile binaların ısıtılmasında kullanılan enerji miktarları sınırlandırılabilir, dolayısıyla enerji tasarruflu yapılar üretilebilir.
Yapılarda ısı yalıtımı sayesinde, ısıtma soğutma giderleri azalır ve bina içinde yaşayanlara yapı fiziği şartlarına uygun konforlu bir ortam sunulduğu için enerji tasarrufu da sağlanmış olur.
Özellikle kış aylarında binaları ısıtmak için kullanılan fosil yakıtların fazlalığı nedeniyle hava kirliliği sorunları yaşanmakta, ısı yalıtımsız binalarda oturanlar ise ısıtma giderlerinin fazlalığından ve pahalılığından yakınmaktadırlar.
Bu konudaki asıl sorunun ısı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanması konusunun henüz anlaşılmamış olması, çevre bilincinin yerleşmemesi, yapıdaki ısı yalıtımı ile ilgili detaylara gerekli özenin gösterilmeyişi, binalarda ısı yalıtım kuralları standardına uyulmaması, uygulamada gerekli denetimlerin yeterince yapılamamasından kaynaklandığı tespit edilmiştir.
Bu çalışmada yapıların dış duvarlarında ısı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanması konusu açıklanarak uygulamadan örnekler verilmiş, dış duvarlar ve detaylarının analizi yapılmıştır.
2. Yapılarda Isı Yalıtımının Enerji Tasarrufuna ve Çevreye Etkisi
Isı yalıtımı, genel olarak bakıldığında, enerji tasarrufu, çevre kirliliğinin önlenmesi, konfor şartlarının sağlanması, yapı malzemelerinin fiziksel çevre şartlarından korunması, işletme maliyetlerinin azaltılması gibi pek çok açıdan önemlidir. Ancak yalıtımın uygulanması sırasında dikkat edilmesi gereken hususlar vardır.
Tasarımlar ve projeler standartlara göre yapılmalı, sistem kesitleri ve nokta detayları çizilmeli, ısı yalıtımı için kullanılacak malzemelerin teknik özellikleri önceden bilinmeli, doğru ürünler tercih edilmeli ve uygulamaların hatasız olarak uzman kişilerce yapılması gerekmektedir.
Bu bölümde ısı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanması, ısı yalıtımsız binaların çevre kirliliğine etkisi, ısı yalıtım kuralları ve projelerde istenen bilgilerin neler olduğu konusu açıklanmıştır.
2.1. Isı Yalıtımı İle Enerji Tasarrufu Sağlanması
Enerjinin her alanda bilinçli kullanılması, ekonomi ve insan sağlığı kadar gelecek için de önemli bir sorumluluktur, çünkü enerji doğadaki sınırlı kaynaklardan, çok yüksek maliyetlerle elde edilmektedir. Binalarda ısı yalıtımı ve uygulanması ile ilgili standart ve yönetmelikler yasal bir zorunluluk haline gelmiştir
[1]. Binalarda ısı kayıpları, her ne kadar binanın mimari projesine ve durumuna göre değişse de genel olarak; çok katlı bir konut için toplam ısının %40’ı dış duvarlardan, %30’u pencerelerden, %7’si çatılardan, %6’sı bodrum döşemesinden ve %17’si hava kaçaklarından oluşur.
Tek katlı bir konutta ısı kayıpları dış duvarlardan %25, çatıdan %22, pencerelerden %20, bodrumdan %20 ve hava kaçaklarından %13 olarak belirlenmiştir. Bu rakamlardan da anlaşılacağı gibi, binalarda en fazla ısı kaybı sırası ile dış duvarlar, pencereler, tavan-çatı ve döşemelerden oluşmaktadır
[2]. Bu nedenle yapılan araştırmada en çok ısı kaybının olduğu dış duvarlar ve detayları incelenmiştir. Binalarda enerji tasarrufunun temeli; doğru detay, nitelikli malzeme kullanımı ve doğru bir işçilikle hatasız bir uygulamaya dayanır. Isı yalıtımı işi aslında bir uzmanlık dalı olmalıdır.
Bu nedenle, yalıtım uygulamaları işin ehli olan uzman kişilerce yapılmalı, ısı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanmalı ve içinde yaşayanlara konforlu bir ortam sunulmalıdır.
2.2. Isı Yalıtımsız Binaların Çevre Kirliliğine Etkisi
Yapılarda ısı yalıtımına gereken önemin verilmeyişi, standartlarda belirtilen kurallara uyulmayışı nedeniyle ısınma için sarf edilen enerji miktarı, olması gerekenden daha fazla harcanmaktadır.
Isıtma için kaliteli yakacakların pahalı olması nedeniyle ekonomik gücü zayıf olan halkımız ucuz fakat çevreyi daha fazla kirleten fosil yakıtlara ve özellikle linyitlere doğru yönelmektedir.
Ülkemizde binaların kışın ısıtılmasında genellikle doğalgaz, yerli ve ithal linyit kömürleri, sıvı yakıtlar, kalorifer yakıtları, petrol kökenli atık yağlar, odun vb. yakacaklar kullanılmaktadır. Sanayi bölgelerinde ise hurda oto lastikleri parçalanarak yakılmaktadır [3].
Binaların ısı yalıtımları konusunda “TS. 825. Binalarda Isı Yalıtım Kuralları Standardına” uyulmadığı yerinde yapılan incelemelerle gözlemlenmiştir. Bu nedenle kış aylarında yalıtımsız binaların ısıtılması için olması gerekenden daha fazla enerji harcanmakta ve fosil yakıt tüketimi de artmaktadır.
Böylece çevre kirliliği oluşmaktadır. Zararlı gazlar ve partiküller nedeniyle atmosfer kirliliği açısından geçmiş yıllarda Büyükşehirlerde özellikle kış aylarında hava kirliliği ve çevre sorunları yaşanmıştır.
İyi yalıtılmış bir ortamda, doğru bir yakma tekniği ile elde edilecek enerjinin büyük bir bölümü faydalı ısıtma enerjisi olarak kullanılabilir ve kullanılan yakıtın çevre kirliliği yaratan etkisi minimum değerlere indirilebilir.
2.3. Isı Yalıtım Kuralları ve İstenen Bilgiler
Isı yalıtım kuralları ile ilgili standardın amacı, binaların ısıtılmasında kullanılan enerji miktarını sınırlamayı, dolayısıyla enerji tasarrufunu artırmayı ve enerji ihtiyacının hesaplanması sırasında kullanılacak hesap değerlerini belirlemektir.
Bu hesaplamalarla ideal enerji performansını sağlayacak tasarım seçeneği belirlenir. Binaların net ısıtma enerjisi tüketimleri belirlenir. Mevcut yapılarda yalıtım düşünülüyorsa proje uygulanmadan önce, uygulanabilecek enerji tasarruf tedbirlerinin sağlayacağı tasarruf miktarları belirlenir.
Dış yüzeylerde yer alan bütün betonarme elemanlar ısı köprüsü oluşturmayacak şekilde mutlaka yalıtılmalıdır [4]. Isı yalıtımı ile yaşanan hacim olan iç ortam kışın fazla enerji kaybından, yazın da fazla enerji kazanımından korunur.
Isı yalıtımı projesinde; binanın ısı kaybeden yüzeylerindeki kullanılan malzemeler, bu malzemelerin eleman içindeki sıralanışı, kalınlıkları, elemanların alanları ve “U (Isı geçirgenlik katsayısı)” değerleri belirtilmelidir.
Isı kayıpları, ısı kazançları, kazanç/kayıp oranı, kazanç kullanım faktörü, aylık ve yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacının büyüklükleri, TS.825 standardında verilen “binanın özgül ısı kaybı” ve “yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı” çizelgeler halinde verilmeli, yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı hesaplanarak uygun olduğu belirtilmelidir.
Dış cephelerdeki pencere sistemlerinde kullanılan cam ve çerçevelerin tipi, bütün yönler için ayrı ayrı pencere alanları ve “U” değerleri belirtilmelidir. Duvar-pencere, duvar tavan, duvar-döşeme birleşim yerlerinin detayları çizimlerle gösterilmelidir.
Binanın ısı kaybeden yüzeylerinde oluşabilecek yoğuşma incelenerek gerekli çizim ve hesaplamalar yapılmalıdır [4]. Bölgelere göre en fazla değer olarak kabul edilmesi tavsiye edilen “U” değerleri, illere göre derece gün bölgeleri 5 gruba ayrılmıştır (Tablo 1).
Buna göre standartlarda tavsiye edilen “U” değerleri dikkate alınmalıdır. Hesaplamalarda standartlarda verilen değerler maksimum değerlerdir. Hesaplama sonucu çıkan değerler standartlarda verilen değerlerden küçük veya eşit olmalıdır.
Dış cephedeki kolon kalınlıklarının (d) hesaplanmasında kolonun bağlı bulunduğu kiriş ile birleştiği yerdeki betonarme kiriş kalınlığı aynı zamanda kolon kalınlığı olarak alınacak olup, kolon kalınlığının kiriş kalınlığından daha fazla olması dikkate alınmaz.
Dış yüzeylerde yer alan bütün betonarme elemanlar (kolon, kiriş, hatıl ve perde duvar vb.) mutlaka yalıtılmalıdır. 2011 yılından itibaren yeni yapılan binalarda enerji kimlik belgesi uygulamasına geçildiği için mimari projeleri, detayları yapan, sistem kesitlerini çizen mimarların ilgili mühendislerle birlikte çalışmaları gerekecektir.
3. Dış Duvarlarda Isı Yalıtımı Uygulamaları ve Detaylarının Analizi
Isı yalıtım malzemeleri, genellikle heterojen yapılı malzemelerin bir karışımıdır. Genellikle havayla dolu hücreleri saran çeperden oluşan bir iskelet şeklindedir.
Bu bünye yapısının doğal bir sonucu olarak ısı yalıtım malzemeleri hafiftirler. Isı yalıtım malzemeleri; yeterli basınç-çekme dayanımına, istenen buhar difüzyon direncine, düşük birim hacim ağırlığına, yüksek ısı tutuculuk değerine sahip olmalıdır.
Boyutsal kararlılık olmalı değişik dış etmenlerle hacim ve şekil değiştirmemelidir. Kullanılacağı yere uygulanırken, kesme, delme, yapıştırma vb. işlemi kolaylıkla yapılabilmelidir. Kimyasal etkenlere karşı dayanıklı olmalı, niteliğini yitirmemelidir. Isı yalıtım malzemeleri yanmaz ve alev geçirmez olmalıdır.
Bünyesinde parazitleri barındırmamalıdır. Su ve nemden etkilenmemelidir. Diğer malzemelerle uyumlu çalışabilmelidir. Üzerine gerekirse sıva uygulanabilmelidir. Uzun yıllar hizmet verebilmesi için çürümemesi ve bozulmaması gerekir. Kokusuz olmalıdır. Kolay elde edilebilmeli, ucuz ve ekonomik olmalıdır
[5]. Yapılarda ısı kayıpları, duvarı oluşturan dolu yüzeylerden, yüzeye açılan pencerelerden, yapı dış kabuğundan olmaktadır. Isı kayıpları bu bölümlerden doğrudan olabildiği gibi doğramalardan, camlardan, pencere, kapı kasa ve kanatlarından, farklı malzemelerin birleşim noktalarından ısı köprüleri olabilir.
Bu noktalarda, özellikle tam doğru çözümlenmiş veya o nokta için optimum çözümün sağlanamadığı detaylarda ısı kayıpları daha da yoğunlaşabilir. Pencere-kapı boşluğunu çevreleyen yapı elemanlarından üstte yer alan duvar malzemesi yoluyla ve kapı ile eşik arasındaki boşluklardan ısı kayıplarının olduğu görülmektedir.
Ayrıca bir başka problem yapı taşıyıcı sisteminin; kolon-kirişle, ısı yalıtımlı dolgu malzemelerinin kullanıldığı duvar elemanları arasındaki ısı farkı ve betonarme elemanlarda özellikle kuzey cephelerde oluşan yoğuşmalar sorunlara neden olmaktadır.
Bunu önlemek ve ısı kazançları için yapının yalıtılması (içten, ortadan ve dıştan) ile ilgili örnekleri günümüzde çok kullanılmaktadır. [6]. Yapılarda sürdürebilirlilik basit bir ifadeyle enerjiyi tasarruflu kullanmak demektir. Geleneksel yapılarda tasarruf vardır. Günümüz yapılarında ise tasarruf unutulmuştur.
Malzeme kullanımında da çok büyük yanlışlıklar, çok büyük hatalar yapılmaktadır. Malzeme üretiminden uygulanmasına kadar pek çok sorunlar vardır. Yapıda kullanılacak olan malzemeler tasarım aşamasında iyi düşünülmeli ve tercihler için projelendirme aşamasında iyi karar verilmelidir.
Malzemelerin doğru uygulanması, bütün içindeki işlevine uygun olarak seçilmesi son derece önemlidir. Doğru, yerinde kullanım, doğru detaylandırma ve bunun ifade tekniği son derece önemlidir. Seçilen malzemeyi uygulamak ise çok daha önemlidir.
Uygulamada karşılaşılan sorunlardan biri, sonradan yapılan yalıtım uygulamalarında uzman olmayan uygulamacıların hatalı işçilikleri nedeniyle malzemeden beklenen işlev yerine getirilememektedir. Mimarlar daha tasarımın ilk evresinden itibaren yalıtımla ilgili sorunları göz önünde bulundurmalıdır.
Yalıtımı, yapması gereken tasarım ölçütü olarak ele almalı, malzemesini ona göre seçmeli, detaylandırmalı ve ayrıntılı tasarımı sistem kesitinde ve gerekirse nokta detaylarını da çizip uygulamacıya vermelidir.
Tasarım aşamasında ve detaylandırmalarda kullanılacak malzemelerin kalınlıkları, sıraları, biçimleri boyutları belirtilmelidir [7]. Ülkemizde çoğu mimarlık okullarında ısı yalıtımı, standartları ve yapı uygulama projesi ile ilgili dersler yüzeysel olarak geçilmektedir.
Halbuki TS.825’e göre ısı yalıtımı konusundaki yapı fiziği problemleri özellikle mimarlara öğretilmeli, hesaplamalara, problemlere ve detaylara hakim olan tasarımcı mimarlar yapı sahipleriyle, malzeme imalatçıları ile, mühendislerle, uygulamacılarla, işçi ve ameleler ile uyum içerisinde çalışırlar ve tasarımlarını %100 gerçekleştirebilirler.
Aksi halde günümüzde olduğu gibi, üniversitelerin mimarlık eğitiminde yapı fiziği ve uygulama projesi derslerine gereken önem verilmemektedir. Belediyelere verilen uygulama projelerinde nokta detaylar foto montaj yoluyla çoğaltılmakta, mimari projeler ile yalıtım detaylarının alakası kurulamamaktadır.
Çoğu belediyelerin proje kontrol kısımlarında ise TS.825. standart ve hesaplamalarını bilen uzmanların, mimarların olmadığı veya son derece sınırlı olduğu görülmektedir. Meslek odaların onayından geçen projelerde de projeler, sistem kesitleri, ısı yalıtımı ve nokta detayları incelenmemektedir.
Herkes makbuzunu kesip aldığı paraya bakmaktadır. Isı yalıtımı ve enerji tasarrufu diğer mühendislik alanlarının konusuymuş gibi geçiştirilmekte, konunun asıl sorumlusu net bir şekilde belirlenememektedir.
Üniversiteler, belediyeler, yapı sahibi ve mimarlar konuyu önemsemediği ve farklı mühendislik alanlarına havale ettikleri için binalarda ısı yalıtımı ve enerji tasarrufu konusunda faturayı %70 enerjide dışa bağımlı olan ülkemiz insanları ödemektedir. Aynı sistem devam ettiği sürece ödemeye de devam edecekleri öngörülmektedir.
Yapılarda yüzeysel ısıl iletim (taşınım) değerleri (R) ve detaylarda alınacak değerler TS. 825 (Aralık 2013)’de verilmiştir. Dış Duvarlar için Ri (0.13 m2K/W), Re (0.04 m2K/W) alınmalıdır.
Çeşitli tabakalardan yapılmış duvar bileşenlerinde tabakaların hatalı tertiplenmesi, bileşenin ısı yalıtma yeteneğini azaltır, yoğuşma olayının meydana gelmesine yol açar. Yapı bileşenleri bünyesinde meydana gelecek yoğuşma olayı, bileşenin ısı geçirgenlik direncini azaltacağı gibi yapısal hasarlara da yol açabilir.
Terleme ve yoğuşma olayları, yapı elemanı içindeki ısı tutucu malzemelerin değerini düşürmekte, cephelerde yüzeysel çiçeklenmelere, kaplama malzemelerinde kabarma ve dökülmelere neden olmaktadır.
Dolayısıyla, detaylandırmada özellikle yoğuşma hesaplarının yapılması ve bu hesaplamalardan çıkan sonuçlara göre malzemelerin yan yana getirilmesi gerekmektedir.
Yapı elemanlarında yoğuşmaları önlemek için mekan içinde iyi bir havalandırma sağlamak, duvarların sıcak tarafında, soğuk tarafında yer alanlardan daha yüksek buhar geçirim direnci olan malzemelere yer vermek gereklidir [8]. Ülkemizde çeşitli kentlerde halen ısı yalıtımı uygulanmayan yapıların olduğu tespit edilmiştir.
Yapıda dış sıva, 19 cm kalınlığında düşey delikli tuğla duvar ve iç sıvanın uygulandığı toplu konutların dış cephelerinde, yalıtımın uygulanmadığı görülmektedir (Şekil 1, Şekil 2).
Daha sonra ise ısı yalıtımsız binalarda oturanlar, yakıt giderlerinin fazlalığı ve yapılarda yoğuşma sorunları ile karşılaştıkları zaman, yapılarının ısı yalıtımlı olmasının gerekliliğine inanmaktadırlar.
Binalarda dış duvarlardan olan ısı kaybı, binanın yüksekliğine göre artmaktadır. Binaların dış duvarları doğrudan atmosfer şartlarına maruzdur.
Özellikle çevre şartlarının olumsuz etkilerine karşı daha güvenli ve yapı fiziği şartlarına uygun mekanlar elde edebilmek için, binaların dış duvarları standart ve yönetmeliklere uygun yalıtım malzemeleriyle kaplanmalıdır.
Mevcut ısı yalıtımsız olarak kullanılan yapıda yakıt giderlerinin artması ve yoğuşma sorunlarının oluşması nedeniyle site yönetimi ortak karar almış ve binalarında ısı yalıtımı yapmaya karar vermişlerdir (Şekil 3, Şekil 4). Yapılan uygulamalarda standartlara göre herhangi bir hesap veya bilimsel bir çalışmanın yapılmadığı görülmektedir.
Mantolama sistemini uygulayacak firmanın verdiği fiyat ve üzerinde anlaşılan sisteme göre uygulama yaptırılmaktadır. Standartlara göre yoğuşma sorunları ve ısı yalıtımı hesapları yapılmamaktadır.
Sonradan yapılan ısı yalıtım uygulamalarında da çeşitli sorunlar meydana gelmektedir. Isı yalıtım malzemelerinin kalınlıklarından dolayı denizlikler, ısı yalıtım malzemeleri üzerine uygulanacak kaplamalar ve pencere kenarlarında uygulama zorluklarının yaşandığı belirtilmiştir (Şekil 5, Şekil 6).
Dış duvarlar içten, ortadan (iki duvar arası yalıtım, sandviç) ve dıştan yalıtımlı olarak tercih edilebilirler (Şekil 7, Şekil 8). Yalıtımlarda dış duvara bağlı kolon, kiriş, hatıl, perde duvar ve lentolarda ısı köprülerinin oluşturulmaması gerekmektedir. Isı köprüsü oluşturan yapı elemanları mutlaka yalıtılmalıdır.
Kolon, kiriş ve perde duvarların yalıtımı, hem beton duvarlardan kalıp içine yalıtım levhası yerleştirilmesi, hem de beton döküldükten sonra dış yüzeye tespit edilerek yapılabilir. Bu yapı elemanları dıştan yalıtılabilir ve ısı yalıtım yönetmeliğinde verilen esaslara uygun sınır değerler içinde çözümlenmelidir.
Farklı malzemelerin kullanıldığı kesitlerde ısı köprülerinin oluşumu uygun detaylarla çözülmelidir. Dıştan yapılan ısı yalıtımı duvarlara dübeller ile tespit edilmelidir.
Bağlantı elemanları ısı köprüsü oluşturmaya cak malzemelerden tercih edilmelidir. Isı yalıtımı üzerine sıva filesi konmalı, onun üzerine sıva uygulanmalıdır. Sıva filesi kullanmadan ısı yalıtım malzemesi üzerine sıva yapıldığında sıvaların sonradan döküldüğü, düştüğü görülmektedir.
Yapılan araştırmalarda binaların dış duvarlarında betonarme perde, kolon, kiriş vb., dolu veya düşey delikli tuğlalar, yatay delikli tuğlalar, volkanik özellikli blok tuğlalar, gaz beton duvar (normal derzli) kullanıldığı görülmüştür.
Isı yalıtım malzemesi açısından ise, yalıtımsız uygulamaların %90, yalıtımlı uygulamaların ise %10 veya daha aşağı seviyelerde olduğu tespit edilmiştir.
Sonradan binaya uydurulan ısı yalıtımı uygulamalarında denizlikler, pencere, kapı, balkon, çıkmalar, kenar ve köşelerinde detaylarda, damlalıklarda çözülmeden geçiştirilen sorunlarla karşılaşılmaktadır (Şekil 10).
Isı yalıtım malzemesi olarak; poliüretan (PUR), ekstrüde polistiren köpük (XPS), ekspande polistiren köpük (EPS) kullanılmaktadır. Isı yalıtımsız (Şekil 11) ve ısı yalıtımlı kesit detayları (Şekil 12)’da verilmiştir.
İç ortamda üretilen su buharı yapılara ve malzemelere zarar verirler. Su buharı; basınç farkı nedeniyle ısı akımı ile aynı yönde hareket ederek yapı elemanının gözeneklerinden geçer ve dış ortama ulaşmaya çalışır.
Su buharının yapı elemanı içerisindeki bu geçişi sırasında, doyma veya daha düşük sıcaklıkta bir yüzeyle temas etmesi durumunda buharın bir kısmı yoğuşarak su haline geçer. Yapı elemanları içerisinde birikerek yapı konforuna zarar verir. Yoğuşma iç yüzeyde veya yapı elemanları içerisinde meydana gelebilir.
Bu nedenle, yapı elemanları tasarlanırken mutlaka TS. 825’de belirtilen hesaplar ve yoğuşma kontrolü yapılmalıdır [9]. Isı yalıtımı uygulanmamış 3. İklim bölgesinde bulunan bir yapının duvarlarında meydana gelen yoğuşma sorunları nedeniyle sıvalar bozulmaktadır (Şekil 13).
Yapı içinde oturanlara konforsuz bir ortam sunulmakta ve daha fazla yakıt harcanması nedeniyle çevre kirliliğine, dolayısıyla hem yapı içinde yaşayanların ekonomisine hem de enerjide dışa bağımlı olan ülkemiz ekonomisine zarar verilmiş olunmaktadır.
Yapı elemanları tasarımında ısı yalıtımı malzemesi düşünülmemiş uygulamalarda enerji kaybı ve yoğuşma sorunlarının olduğu tespit edilmiştir. Isı yalıtımlı ve ısı yalıtımsız duvar kesitleri, sıcaklık, doymuş buhar basıncı ve gerçek buhar basınçları ile ilgili grafikleri Şekil 14’te verilmiştir.
Dış duvarda kullanılan yalıtımsız yapı elemanları ve olması gereken minimum ısı yalıtım malzemesi kalınlığı “A” ve “B” kesitlerinde; iç sıva (kireç+çimento) (0.02 m), tuğla duvar (0.19 m), ısı yalıtım malzemesi EPS (dyalıtım=?), Dış sıva (kireç+çim.) (0.03 m) kullanılması durumunda ısı yalıtım malzemesi kalınlığı minimum ne kadar olmalıdır? Sorusu araştırıldığında dyalıt= 0.05 m.‘den aşağı olmamalıdır.
Duvarda kullanılan yalıtımsız yapı elemanları ve olması gereken minimum ısı yalıtım malzemesi kalınlığı “C” ve “E” kesitlerinde; iç sıva (kireç+çimento) (0.02 m), betonarme perde (donatılı) (0.20 m), ısı yalıtım malzemesi EPS (dyalıtım=?), yapıştırma harcı (kireç+çim.) (0.03 m), yapay taş kapl.(çini moz) (0.006 m) olması halinde yalıtım malzemesi kalınlığı minimum ne kadar olmalıdır? Sorusu araştırıldığında dyalıt= 0.06 m. olmalıdır.
Duvarda kullanılan yalıtımsız yapı elemanları ve olması gereken minimum ısı yalıtım malzemesi kalınlığı “D” ve “F” kesitlerinde; iç sıva(kireç+çimento) (0.02 m), betonarme kiriş (donatılı) (0.25 m), ısı yalıtım malzemesi EPS (dyalıtım=?), dış sıva (kireç+çim.) (0.03 m), olması halinde yalıtım malzemesi kalınlığı minimum dyalıt= 0.06 m. olmalıdır.
Yoğuşma riskinin azaltılması veya ortadan kaldırılması için; yapı bileşenlerinin tüm kesitindeki sıcaklık dağılımı, doyma sıcaklığının üstünde olmalıdır. Yoğuşmanın hiç olmaması için, yapı bileşeni içindeki tüm sıcaklıkların, su buharının doyma sıcaklığından daha yüksek olması gerekir.
Bu da yapı bileşeninin dış iklim koşullarından korunmasıyla, yapının dış hava ile temas eden tüm yüzeylerinde ısı yalıtım uygulamalarıyla sağlanabilir. Böylece yapı elemanlarının, ısı yalıtımının sıcak tarafında kalmaları sağlanır ve yoğuşma sıcaklığının üstünde tutularak sorun çözümlenmiş olur.
Yoğuşmadan dolayı malzeme yüzeyinde meydana gelen nem nedeniyle yapı malzemelerinde bozulmalar meydana gelebilir. Yüzeyde dökülmeler, kabarmalar, paslanmalar, çürümeler oluşabilir.
5 Aralık 2009’da yürürlüğe giren Binalarda Enerji Performansı (BEP) Yönetmeliği, binaların mimari yapısından, ısıtma sistemlerinin seçimine, ülke ekonomisine getireceği katkıdan ve en önemlisi sağlıklı bir çevre yaratmasına kadar pek çok alanı kapsamaktadır.
En son olarak Aralık 2013’de yayınlanan TS 825 Binalarda Isı Yalıtım Kuralları Standardına göre binalar yalıtılmalıdır. Enerji kimlik belgesi olmayan binaya inşaat izni verilmeyecek. Enerji kimlik belgesi uygulamasına 1 Ocak 2011’den itibaren başlandı, mevcut binalar ise 2 Mayıs 2017’ye kadar Enerji Kimlik Belgesine sahip olmak zorunda kalacaklardır [11].
4. Sonuç ve Öneriler
Binalarda ısı yalıtımı ile enerji tasarrufuna, ısıtma ve soğutma giderlerinin azalmasıyla kişilerin ekonomisine, dolayısıyla ülke ekonomisine katkı sağlanmaktadır. Yapılan araştırmada ülkemizde ısı yalıtımı uygulanmadan inşa edilmiş çok sayıda yapının olduğu görülmüştür.
Isı yalıtımı yapılmış binaların oranının yaklaşık % 10, ısı yalıtımı yapılmamış binalar ise %90 olduğu tahmin edilmektedir. 2013 yılında çıkarılan “Binalarda Isı Yalıtım Kuralları” standardı ile birlikte yeni binaların inşaat esnasında yalıtılması zorunlu olmuştur.
Mevcut binalar da enerji kimlik belgesindeki sonuçlara göre yalıtılmak zorunda kalacaklardır. Mimari projeler uygulandıktan sonra oturma ruhsatı veren yerel yönetimler, yapıların projelere uygunluğu veya yalıtımlı olup olmaması konusunda yeterli denetimi yapamadıkları görülmüştür.
Isı yalıtımsız binaların enerji kaynaklarını daha fazla harcadığı, yapıları ısıtmak için gereğinden fazla fosil yakıt harcanması nedeniyle özellikle kış aylarında hava kirliliğini artırdığı ve çevre sorunlarına neden olduğu görülmüştür.
Örnek olarak seçilen 3. İklim bölgesinde yapılmakta olan veya yapımı tamamlanmış olan yapıların dış duvarlarında minimum ısı yalıtım malzemesi kalınlıklarının hesaplanmış, kesitlerde ısı yalıtımı kullanılması gerektiği yapılan bu çalışma ile olduğu ortaya konmuştur.
Isı yalıtımlı ve yalıtımsız dış duvar kesitlerinin yoğuşma grafikleri çizildiğinde elde edilen bulgulardan aşağıdaki sonuçlar çıkarılmıştır.
• Isı yalıtımsız dış duvar “A” detayında, dış sıva, tuğla duvar (0.19 m) ve iç sıvanın kullanıldığı kesitte yoğuşma sorununun olduğu, yaz ve kış aylarında tuğla duvar üzerindeki sıcaklık farkının yaklaşık 35oC olduğu hesaplan- mıştır.
Sıcaklık farkının yüksek çıkması nedeniyle kaplama malzemeleri yüzeyinde de sorunlar oluşmaktadır. İç ortam ve iç duvar yüzeyindeki sıcaklık farkının 7.6oC olduğu için yüzeyde terlemeler (yoğuşma) görülecektir.
• Dıştan ısı yalıtımlı dış duvar “B” detayında, dış sıva, ısı yalıtımı, tuğla duvar (0.19 m) ve iç sıvanın kullanıldığı kesitte yoğuşma sorununun olmadığı, yaz ve kış aylarında tuğla duvar üzerindeki sıcaklık farkının yaklaşık 13 oC olduğu hesaplanmıştır. Sıcaklık farkının düşük çıkması nedeniyle kaplama malzemeleri üzerinde sorunlar ve bozulmalar oluşmamaktadır.
İç ortam ve iç duvar yüzeyindeki sıcaklık farkının 2oC olması nedeniyle yüzeyde terlemeler görülmeyecek ve yapı içinde oturanlara konforlu ortamlar sunulacaktır.
• Isı yalıtımsız dış duvar “C” detayında, yapay taş kaplama, dış sıva, betonarme perde duvar (0.20 m) ve iç sıvanın kullanıldığı kesitte yoğuşma sorununun olduğu, yaz ve kış aylarında betonarme perde üzerindeki sıcaklık farkının yaklaşık 40oC olduğu hesaplanmıştır.
Sıcaklık farkının yüksek çıkması nedeniyle kaplama malzemeleri yüzeyinde de sorunlar oluşmaktadır. İç ortam ve iç duvar yüzeyindeki sıcaklık farkının 15.5oC olduğu için yüzeyde terlemeler oluşacak ve binayı kullananlar rahatsız edici bir ortamda yaşayacaklardır.
• Isı yalıtımsız dış duvar “D” detayında, dış sıva, betonarme kiriş (0.25 m) ve iç sıvanın kullanıldığı kesitte yoğuşma sorununun olduğu, yaz ve kış aylarında betonarme kiriş üzerindeki sıcaklık farkının yaklaşık 40oC olduğu hesaplanmıştır.
Sıcaklık farkının yüksek çıkması nedeniyle kaplama malzemeleri yüzeyinde de sorunlar oluşmaktadır. İç ortam ve iç duvar yüzeyindeki sıcaklık farkının 15.5oC olduğu için yüzeyde terlemeler oluşmuştur.
• Dıştan ısı yalıtımlı dış duvar “E” detayında, dış sıva, ısı yalıtımı, betonarme perde duvar (0.20 m) ve iç sıvanın kullanıldığı kesitte yoğuşma sorununun olmadığı, yaz ve kış aylarında betonarme perde duvar üzerindeki sıcaklık farkının yaklaşık 10oC olduğu hesaplanmıştır.
Sıcaklık farkının düşük çıkması nedeniyle kaplama malzemeleri üzerinde sorunlar ve bozulmalar oluşmamaktadır. İç ortam ve iç duvar yüzeyindeki sıcaklık farkının 1.3oC olması nedeniyle yüzeyde terleme görülmeyecek ve yapı içinde oturanlara konforlu ortamlar sunulacaktır.
• Dıştan ısı yalıtımlı dış duvar “F” detayında, dış sıva, ısı yalıtımı, betonarme kiriş (0.25 m) ve iç sıvanın kullanıldığı kesitte yoğuşma sorununun olmadığı, yaz ve kış aylarında betonarme kiriş üzerindeki sıcaklık farkının yaklaşık 8oC olduğu hesaplanmıştır.
Sıcaklık farkının düşük çıkması nedeniyle kaplama malzemeleri üzerinde sorunlar ve bozulmalar oluşmamaktadır. İç ortam ve iç duvar yüzeyindeki sıcaklık farkının 1.2oC olması nedeniyle yüzeyde terleme görülmeyecek ve yapı içinde oturanlara konforlu ortamlar sunulmaktadır.
Isı yalıtımsız detaylarda sıcaklık grafikleri çizilmiş, detaylarda yoğuşma sorunlarının olup olmadığı analiz edilmiş ve ısı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanabileceği ve detaylarda karşılaşılan yoğuşma sorunlarının giderilebileceği anlaşılmıştır.
Bu konuların akademisyenlere, sektörel alanlara, uygulamacılara, yapı sahiplerine, kullanıcılara, yerel yönetimlere mutlaka aktarılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Isı yalıtımı ile enerji tasarrufu sağlanması, hava kirliliğini azaltılması ve ekolojik dengenin korunması için alınması gereken önlemler şu şekilde önerilebilir:
Isı yalıtımı konusunda yapı sahibi ve kullanıcılar bilinçlendirilmeli, ısı yalıtımının önemi konusunda tanıtıcı bilgilerin basın, yayın ve iletişim araçlarıyla verilmesi gerekmektedir. Isı yalıtımı ve malzemelerin önemi konusunda üniversitelerde daha etkin bilgilerin verilmesi sağlanmalıdır.
Binalarda ısı yalıtımı kuralları ve bu konudaki Türk Standartları sürekli değiştirilmemeli, rakamlarla oynanmamalıdır. Bu değişiklikler ve oynamalar yapı sahiplerini, mimarları, uygulamacı ve kullanıcıları sürekli ek masraflara zorlamaktadır.
Yapılarda 1/50 ölçekli projelerden hariç mutlaka sistem kesiti, planı ve görünüşlerini veren ısı yalıtımı ile ilgili çizilmiş projeler de verilmelidir. Bu sistem kesitine ek olarak nokta detaylar olmalıdır. Sistem kesiti ve nokta detaylar piyasadan toplanmış derleme çözümler yerine yapı ile uyumlu özgün çizimler olmalıdır.
Her yapı için en uygun çözümleri gösteren özgün detaylar yine mimarlar tarafından çizilmelidir. Uzman olmayan kişilerin yapacakları bilinçsiz uygulamalar sonucu binalarda enerji tasarrufu yerine enerji israfının meydana geldiği görülmüştür.
Bu yüzden uygulamaların mimari projelere uygun, yerinde dikkatli ve hatasız yapılması gerekmektedir. Yapılarda ısı köprülerinin oluşmamasına özen gösterilmelidir. Binalarda ısı yalıtımı uygulamaları konusunda yapı denetimleri daha kapsamlı yapılmalıdır.
Enerjinin büyük bölümünü satın alan, enerjide dışa bağımlı olan ülkemizdeki tüm binaların; mimari projelere, ısı yalıtım standartlarına, binalarda enerji performansı yönetmeliğine uygun, hatasız nokta detaylar, sistem kesitleri ve mükemmel bir uygulamayla kaliteli olarak yapılması gerekmektedir.
Yrd. Doç. Dr. Nazım Koçu / Mimarlık Bölümü Güzel Sanatlar Fakültesi / Konya KTO. Karatay Üniversitesi
Hatice Koçu / Öğrenci / Selçuklu Anadolu Lisesi, Konya
Kaynaklar
[1]. Aköz, F., Üstün, B., Çakır, Ö., (2001), “Binalarda Isı Yalıtımının Enerji Tasarrufuna ve
Çevre Kirliliğine Etkileri”, TMMOB, Makine Müh. Odası, Yalıtım Kongresi, 23-25 Mart,
Eskişehir.
[2]. Altınışık, K., (2006), “Isı Yalıtımı” Nobel Yayını, 1. Baskı, Yayın No:954, Ankara.
[3]. Çınar, K., Koçu, N., (1999), “Konya Kentindeki Hava Kirliliğinin Sebepleri ve Sonuçları”,
Kent Yönetimi, İnsan ve Çevre Sorunları Sempozyumu 99, 17 Şubat, s.624-632,
İstanbul.
[4]. Anonim, TS. 825, (2013), “Binalarda Isı Yalıtım Kuralları”, Türk Standartları, Arl. ICS
91.120.10, Ankara.
[5]. Toydemir, N., Gürdal, E., Tanaçan, L., (2000), “Yapı Elemanı Tasarımında Malzeme”,
Literatür Yayınları, Birinci baskı, Temmuz, s. 393, İstanbul.
[6]. Akıncıtürk, N., (2001), “Yapılarda Isı Kaybının Yalıtımla Azaltılmasının Enerji Tüketimindeki
Olumlu Etkilerinin İncelenmesi”, TMMOB. Makine Mühendisleri Odası, Yalıtım
Kongresi, 23-25 Mart, Eskişehir.
[7]. Arıoğlu, N., (2009), “Malzeme Seçimi Tasarım Aşamasında Düşünülmeli”, Yalıtım,
Doğa yayıncılık, Yıl.14, Sayı.80, Eylül-Ekim, s.42-43, İstanbul.
[8]. Eriç, M., (1994), “Yapı Fiziği ve Malzemesi”, Literatür Yayınları, 1. Baskı, Nisan, İstanbul.
[9]. İşbilir, D., (2009), “Binalarda Isı Yalıtım Uygulamaları ve Sorunlarının Araştırılması”,
S.Ü. Fen Bil. Enstitüsü. Yüksek Lisans Tezi (Yayınlanmamış), s.113, Konya.
[10]. Koçu, N., Dereli, M., (2010). “Dış Duvarlarda Isı Yalıtımı İle Enerji Tasarrufu Sağlanması
ve Detaylarda Karşılaşılan Sorunlar”, 5. Ulusal Çatı Cephe Sempozyumu, Bildiri,
Dokuzeylül Ün. Mimarlık F., 15-16 Nisan 2010, ss.247-256, İzmir.
[11]. Ünlü, C., (2009), “Isıtma, Soğutma, Havalandırma, Klima, Yangın ve Sıhhi Tesisat
Dergisi”, TTMD, Sayı:64, Kasım-Aralık, ss.9-13. Ankara.
