BETONARME TAŞIYICILI KONUT
BİNALARINDA ISI YALITIMI YÖNTEMLERİ
Murat Aygün, Ph.D. Hülya Kuş, Ph.D.
Yapı Bilgisi Anabilim Dalı, Mimarlık Bölümü
Istanbul Teknik Üniversitesi
Türkiye'de gerçekleştirilmiş
veya gerçekleştirilmekte olan konut binaları ele alındığında bunların büyük
çoğunluğunun yerinde yapım betonarme iskelet taşıyıcı, boşluklu pişmiş kil veya
gözenekli beton blok dış duvarlar ile oturtma kiremit çatılardan oluştuğu
görülmektedir. Dış kabuğun farklı
yalıtım özelliklerinin yetersiz kaldığı ve böylece önemli enerji ve performans
kayıplarının ortaya çıktığı, dolayısıyla çevre standardının zarar gördüğü
tartışılmaz bir gerçektir.
Bu çalışmanın amacı
kayıpların azalmasını sağlayacak yeterli yapısal çözümlerin ortaya konmasını
sağlamaktır. Ele alınan yapı
elemanlarının şu ölçütler yardımıyla değerlendirilmesi sözkonusudur: Su yalıtımı, Isı yalıtımı, Havalandırma, Isı
köprüleri, Isı depolama kapasitesi, Yoğuşma riski, Güneş ışınımı kontrolü, Ses
ve Yangın yalıtımı, Eleman ağırlığı ve kalınlığı ve Yapım kolaylığı. Yalıtım işlevleri elemanda yer alan birden
fazla bileşen tarafından üstlenilebileceği gibi, bir bileşen de birden fazla
işlevi tümüyle veya kısmen üstlenebilmektedir. Elemandaki bileşenlerin ve bunların biçim ve
malzemelerinin belirlenmesi içerdiği yalıtımın karşı koyduğu fiziksel
etmenlerin kaynak, yön, şiddet ve süre özelliklerine bağlıdır. Ayrıca aynı veya farklı bileşenler arasında
bulunan derzler de yalıtımda süreklilik ilkesi doğrultusunda uygulamanın
yeterliliğini belirlemektedir Yalıtım işlevinin ötesinde konumlarına göre bazı
derzler hareket olanağını da sağlamak durumundadır.
Su yalıtımı açısından proje
özelliklerine bağlı olarak farklı yaklaşımlar sözkonusudur: 1. Geçirimsiz
beton, 2. Su yalıtım katmanı: 2.1. Dış yalıtım 2.1.1. Dıştan uygulama (serbest binalarda), 2.1.2. İçten uygulama
(bitişik nizam binalarda), 2.2. İç yalıtım (mevcut
binalarda). Isı
yalıtımı ise aşağıdaki çözümlerde irdelenmiştir.
Perde ve
döşemede yalnızca su yalıtımı yapılır ve drenaj ile desteklenir.
Isı yalıtımı için en etkili
konum dış duvar yalıtımı ile sürekliliğin sağlanabileceği zemin kat döşemesi
üst yüzüdür. Yerden
ısıtma olanağı da sağlar. Bu konumda yüklere karşı yeterli basınç ve darbe dayanımı
olmalıdır. Dış
duvardaki yalıtım en az zemin donma derinliğine kadar indirilmelidir.
Perde duvar ve döşemede
su ve ısı yalıtımları birlikte bulunur.
Özellikle soğuk bölgelerde döşemede ısı yalıtımı büyük yarar
sağlar.
Zemin katlarda ısı kaybı
dış duvarlardan dış havaya olduğu kadar döşemeden
zemine doğru da gerçekleşmektedir. Burada sürekli bir ısı tutucu olmaması durumunda birim alandaki
kayıp miktarı önemsenecek miktardadır.
Yalnızca dış kenar döşeme
kirişlerinde ısı yalıtımı yapılması ısı akışının bina altında yana doğru olacağı ve zeminin yüksek ısı depolama
kapasitesine sahip olduğu düşüncesiyle soğuk olmayan bölgelerde
yeterlidir. Yalıtımın dış yüzde olması
duvar yalıtımı ile sürekliliği sağlar ve ısı köprülerinin giderilmesi açısından
etkilidir.
Isı yalıtımının
döşeme betonunun altında olması ısı yalıtımı kapasitesinden yararlanılmasını,
üstünde bulunması ise hacmin daha çabuk ısınmasını, yerden ısıtma yapılmasını
sağlar, ancak bu durumda bir buhar kesici gerekir.
Zemin döşemesi
altındaki boşluğun nem birikimini azaltmak üzere havalandırılması aynı zamanda
yalıtımsız döşeme altından taşınım yoluyla ısı kaybını arttırır. Dolayısıyla bu çözüm ancak
sıcak bölgelerde uygundur.
Isı köprülerinin
giderilmesi ve yerden ısıtma yapılması açısından ısı yalıtımının döşeme üst
yüzünde bulunması yarar sağlar.
Dış duvarda yalıtım
bulunması bir önceki çözümdeki performansı sağlamakla birlikte duvar
kalınlığını azaltmaktadır.
Döşeme çıkması
ve sarkan kirişte ısı köprülerinin oluşması nedeniyle bu çözüm ancak sıcak
bölgelerde uygulanabilir.
Dış yan ve alt yüzlerle kiriş dış
yüzüne yalıtım uygulanması ısı köprülerini gidermiş olacaktır. Duvar örgüsünün bu durumda döşemenin
kenarından yalıtım kalınlığı kadar taşması ve sıva çatlağını
önlemek üzere yalıtım ile duvar blokları arasındaki derz üzerinde sıva donatısı
kullanılması gerekir.
Tüm dış yüzey boyunca ısı
yalıtımının sürekli olması ısı köprülerini giderdiği gibi kagir duvar
kalınlığını ve dolayısıyla ağırlığını azaltma olanağını tanımaktadır.
Sıcak bölgeler dışında yer alan bina balkonlarında ısı yalıtımı önlemi alınması
durumunda ısı kayıpları ile birlikte yoğuşma zararları sözkonusudur.
Kat döşemesi
boyunca oluşan ısı köprüsünü gidermek üzere çıkma döşemesi cepheye dik kısa
kenarları boyunca kirişler tarafından taşınarak kat döşemesinden ayrılabilir. Böylece ısı köprüsü alanı
azaltılarak kiriş kesit alanına indirgenmiş olur ve ısı yalıtımında süreklilik
sağlanır.
Özel donatı
yardımıyla kat ve çıkma döşemeleri arasına beton yerine ısı yalıtımı koyarak
konsol olarak çalışabilir.
Bina taşıyıcı
iskeletini oluşturan dış kolon ve kirişlerin arasına duvarların yerleştirilmesi
uygulama açısından kolaylık sağlamakla birlikte önlem alınmaması durumunda
fazla ısı köprüsü oluşması nedeniyle yetersiz bir çözümdür.
Duvar gövdesi veya ısı
yalıtımı üzerine boşluk bırakmadan doğrudan dış kaplama uygulanması
havalandırmasız duvar olarak tanımlanabilir.
Bu durumda geride sızıntı veya yoğuşma suyunu uzaklaştıracak veya
kurumasını sağlayacak bir hava boşluğu bulunmaması nedeniyle en dış katmanın
tümüyle su geçirimsiz olması beklenir. Ayrıca
yoğuşmanın oluşmasını da engellemek gerekmektedir.
Kalınlığı
ve katmanları açısından duvarın ısı yalıtım özelliklerinin yeterli olmasının
yanında taşıyıcı sisteminde aynı düzeyde yeterli olması gerekmektedir. Bu yönden dış kiriş ve kolonlar ısı köprüsü
oluşturmakta ve yoğuşmaya yol açmaktadır.
Duvar gövdesi
kesidinin ısı yalıtımı açısından yeterli olması durumunda yalnızca taşıyıcı
elemanların dış yüzüne yalıtım uygulanmasıyla yetinmek olanaklıdır. Duvarın kiriş kenarından ısı yalıtımı kadar dışa taşırılmasıyla yapılır. Duvar kaplaması ve taşıyıcı eleman yalıtım
malzemesi arasındaki derz üzerinde sıva donatısı
kullanılması çatlakların önlenmesi açısından gereklidir.
Isı köprüleri bu
çözüm yoluyla tümüyle giderilir, aynı zamanda duvar kalınlığı azaltılmış ve ısı
depolama kapasitesinden yararlanılmış olur, kat kullanım alanı artar. Kalınlığın azalması ses
yalıtım özelliğini etkilemektedir.
Dış kaplamadan sızan
yağış suları ile içeriden ulaşan su buharının yoğuşması sonucu olan suların
uzaklaştırılması duvar içinde sürekli bir boşluk oluşturarak
gerçekleştirilebilir. Duvarın tepesinde
ve dibinde bırakılacak aralık veya delikler su çıkışını ve hava girişini sağlar. Bu boşluk aynı zamanda sıcak bölgelerde
gölgeleme işlevini de yüklenebilir. Isı
yalıtımı açısından boşluk içinde bir ısı yalıtım katmanı da bulunmalıdır.
Her kat
düzeyinde yatay çelik profiller yardımıyla taşınabilen cephe tuğlası gibi kagir
kaplamalar belli aralıklarla plastik veya metal kenetlerle ıs yalıtımının
arasından iç duvar örgüsü ile birleştirilebilir. Yine her kattaki en alt ve
üst örgü sıralarında su boşaltma ve havalandırma amacıyla tuğlalar arasında boş
düşey derzler bırakılır.
Taşıyıcı
sistem önüne yerleştirilen bir cephe ızgarası üzerine kaplama yapılabilir veya
trapez/ondule levhalar kaplama olarak kullanılabilir. Isı yalıtımı ızgaranın dikme veya kayıtları
arasında yer alır. Böylece cephe
kalınlığı ile birlikte ağırlığı da yığma kaplamaya göre azalmış olur.
Önceki çözümden farklı
olarak burada ısı yalıtımı dış kaplamaya bitişik ve hava boşluğunun dış
tarafında bulunur. Sıcak
bölgelerde boşluktaki havanın kaplama yoluyla ısınmasını engelleyerek
serinlemeyi sağlama amaçlanır.
Kolonların duvar
arasında kalarak ısı köprüsü oluşturmasını önlemek üzere döşeme kenarı kirişten
sonra dışa doğru uzatılarak duvarlar kolonların önüne yerleştirilebilir. Böylece yalnızca yatay doğrultuda sözkonusu
döşeme uzantısının alnı ısı köprüsü durumunda kalır. Buna karşılık duvarlarla geride kalan
kolonlar arasında kenetler yardımıyla yanal yükler açısından bağlantı
sağlanmalıdır. Ayrıca belli aralıklarla
duvarda hareket olanağı sağlayan düşey derzler bırakılmalıdır. Aşağıdaki çözümler ayrıca havalandırmalı
olarak da tasarlanabilir.
Isı köprüsünün alanı cephe üzerinde en aza indirgenmiş olması nedeniyle
soğuk bölgeler dışında ek yalıtıma gereksinim duyulmayabilir.
Döşeme uzantısının alnına ısı yalıtımı yerleştirerek tüm ısı köprüleri
giderilmiş olur. Duvar daha önce olduğu gibi ısı yalıtım
katmanı kalınlığı kadar döşeme kenarından dışa
çekilir.
Yukarıda açıklanan 3.1.1.3. ve 3.2.1. çözümlerinin
birleştirilmesi sonucu yeni bir çözüm elde edilir. Böylece hem duvar kalınlığı
azaltılmış hem de düşey ısı köprüleri ortadan kalkmış olur.
Geometrik yönden
çatının eğim düzleminde ısı ve ses yalıtımı yapılması durumunda yalıtılacak
alan düz çatılara göre daha fazla olmaktadır.
Soğuk
çatı olarak tanımlanan bu çözümde çatı hacmi ısıtılmadan ısı yalıtımı döşeme
üzerine serilir. Saçak (ve mahya) boyunca sürekli
havalandırma sağlanması gerekir. Eğim azaldıkça havalandırma aralığı alanının büyümesi beklenir.
Uygulama kolaylığı bulunmaktadır.
Her
iki konumda da havalandırma mertekler arasında gerçekleştirilmiş olur. Isı yalıtımının mertek
arasında bulunması durumunda çatı kesidinin kalınlığı azalmış olur. Yalıtımın mertek
açıklıklarını tam olarak doldurabilmesi amacıyla mertek mesafeleri yalıtım
modülüne uygun olmalıdır. Isı yalıtımı ve mertek üst kenarı arasında
havalandırma sağlayabilecek en az 5 cm boşluk
kalmalıdır.
Isı yalıtımı
üzerine su kesici örtü ve üzerine su boşaltılmasını sağlayacak eğim yönünde
latalar ve üzerine saçak yönünde kiremitlerin oturtulacağı latalar konulur. Isı yalıtımı lataların
altında sürekli olabileceğı gibi aralarına da boşluk bırakmama koşuluyla
yerleştirilebilir. Çatı düzleminde eğime paralel boşluk yapılması kiremitler arasından
sızabilecek suların uzaklaştırılması açısından yarar sağlar. Yoğuşma riskinin bulunduğu durumlarda ısı
yalıtımının iç yüzünde buhar kesici örtü kullanılmaktadır.
Son kat döşemesi
üzerine mertekler yerleştirmek yerine bu döşemeyi eğimli dökerek çatıyı
oluşturmak yeğlenebilir.
Eğimli
plak üzerindeki ısı yalıtımının saçak etrafını sarması ısı köprülerini
engeller, ancak saçağın dar tutulması daha rasyonel olmaktadır. Ayrıca plağın ısı depolama
kapasitesinden yararlanılır. Buna karşılık kaplama tespiti yapılırken su kesici örtüyü delmeden
veya sızdırmazlık contaları kullanarak yapılmalıdır.
Önceki çözüm
geliştirilerek ısı yalıtımı düzlemi üzerinde eğime paralel doğrultuda kadronlar
yardımıyla bir hava katmanı oluşturulabilir. Kaplamadan sızan suların veya iç hacimden
ulaşan nemli havanın böylece uzaklaşması sağlanır. Saçakların dar tutulması veya metal eklenti
şeklinde yapılması kolaylık sağlar.
Geniş saçakların ısı
yalıtımına sarılmasını önlemek ve iç hacmin kısa sürede ısınmasını sağlamak
üzere ısı yalıtımı çatı plağının alt yüzünde olabilir. Havalandırma ve su boşaltma
plak üzerindeki mertekler arasında yapılır ve bunların üzerine kaplama gelir. Ancak iç yüzeyde bir buhar kesici örtü veya
boya kullanma zorunluluğu doğmaktadır.
Isı yalıtım
malzemesinin açık gözenekli olması durumunda üzerinde güneş ışınımına karşı
korunmuş su kesici, altında ise buhar kesici bulunması gerekir. Isı yalıtımı üzerinde havalandırma olanağının sağlanması durumunda
buhar kesiciye gerek duyulmaz. Parapet duvarının yeterli ısı yalıtımını sağlayacak kalınlıkta
olması çatı kenarındaki ısı köprüsünü giderir.
Kapalı gözenekli
sert köpük levhalar ısı yalıtımının su kesici örtünün üzerinde olmasına olanak
tanıyarak örtünün yapım esnasında ve güneş ışınımının etkilerinden korunmasını
ve çatının gezilebilir olmasını sağlar. Ayrıca buhar kesicisine
gerek kalmaksızın yoğuşma önlenebilmektedir. Ancak ıslanmadan dolayı
yalıtım kalınlığı sıcak çatılarda gerekenden daha fazla olmaktadır.
Önceki çözümde sözkonusu olan ısı
yalıtımının ıslanmasını önlemek üzere alttaki yalıtım daha ince tutularak
üstündeki su kesiciden sonra bir yalıtım katmanı daha serilebilir.
Thermal Insulation of Housing in Turkey (M. Aygün, H.
Kus), 22nd International IAHS Symposium on Housing Construction and Financing,
International Association for Housing Science, pp.42-51, Salzburg,3-7 October
1994.