Binalarda Isı Yalıtım Faydalı Bilgiler...

12/2016

  Binalarda ısı yalıtımı ve malzeme özellikleri hakkında genel bilgiler vermeden önce, ısının hangi yollar ile hareket ettiğine, kaybedildiğine veya kazanıldığına bir göz atmakta yarar var.

  Isı, enerjinin bir türüdür ve enerjinin transferi şeklinde kendisini gösterir. Örneğin, ısısı çok yüksek olan bir madde, aynı zamanda  enerjisi çok yüksek maddedir. Ve doğada, ısı hareketi, sıcak bölgeden soğuk bölgeler yönündedir. Isının transferi üç farklı yol ile meydana gelir: İletim, ışıma ve konveksiyon. (conduction – radiation – convection) Sağdaki videoda bu konuda gözünüzde canlanması bakımından Autodesk Sustainability Workshop tarafından hazırlanmış sunumu izleyebilirsiniz.

Yapılarda bu ısı yayılımı nasıl olmakta, örnekleri ile kısaca açıklamak gerekirse;

İletim şeklinde ısının yayılması temas ile dokunarak olur. Yapılarda, konsol olarak dışarı çıkan örneğin balkon döşemeleri, aynı zamanda bina içinde kalan döşemenin devamıdır. Kış ayları ısınan evin iç kısmında kalan döşeme elemanları ( beton ve demir donatı) aynı yükseklikte/kottaki devam eden balkon döşemesine doğru ısı iletimi ile ısı kaybı oluşur. Bir başka örnek yapı temelinde ısı yalıtımı yapılmadığı ​zaman, ısı iletim yoluyla üst kolonlardan zemine temas eden kolonlar ile toprağa iletilecektir.

 

Özellikle yapı elemanlarından beton, çelik donatı gibi ısı iletkenliği yüksek malzemeler ısı geçişlerine izin verir ve gerekli yalıtım olmadığı durumlarda dış çevre ile temas halinde olan bu tip iç yapı elemanları kış ayları ısı kayıplarına, yaz ayları ise istenmeyen ısı kazançlarına neden olabilir.

Işıma, ısının ışınlar ile yayılmasıdır. Buna en güzel örnek, binalarda güneş ışınları ile temas eden iç mekanların sıcaklık değerlerinin artışıdır. Kış aylarında soğuk iklimlerde güneş ışınlarından çok faydalanmak, yazın sıcak iklimlerde ise, istenmeyen ısı oluştuğu için güneş ışınlarından kaçınılmaktadır.

 

Sağdaki resimde gösterildiği gibi bir ev tasarımı uygun lokasyona ve oryantasyona sahip olduğu durumda, Güneş’ten gelen ışınların, ışıma yoluyla yararlanılması bakımdan ideal bir yöntemdir. Pencere üzerine konsol çıkıntı, tente yapılması, çatı genişliğinin daha uzun bırakılması gibi çözümler sıcak iklimlerde ışıma ile ısının bina içine direk girmesine izin vermez.

Konveksiyon, ısının madde içindeki taneciklerinin yer değiştirme hareketidir. Bir başka değiş ile, hareket eden gaz veya sıvı ile ısının bir yerden başka bir yere taşınmasıdır. Isı hareketi daha önce de belirtildiği gibi sıcak havadan soğuk hava yönünde olur. Binalar açısından baktığımızda pencere ve kapı bağlantı noktaları gibi hava geçişlerinin engellenemediği yerlerde ısı kayıpları veya istenmeyen fazla ısı kazanımları ortaya çıkar. Konveksiyon ile bir kaynaktan (bu kalorifer, soba, ısıtıcı vb. olabilir) yayılan sıcak hava, soğuk hava akımlarına doğru hareket eder ve kontrol edilemediği taktirde binalarda ısı yalıtımının yapılmadığı, hava boşluklarının bulunduğu bölgelerden çevreye yayılır.

Binalarda ısı kayıplarını bu üç faktörü göz önüne alarak engelleyebilirseniz, bir kere ısıttığınız evinizi tekrar tekrar ısıtmanıza gerek kalmayabilir.

Isı Yalıtım Malzemeleri:

  Isı yalıtım malzemelerinin, iletkenlik katsayı değerleri (λ= (W/mK) çok düşük olmalıdır. Yapılarda, geçirimsiz elemanlarda örneğin dış cephe duvarları, döşeme, tavan, çatı gibi elemanların ne ölçüde ısı kayıplarına maruz kaldığını U değeri (W/m2K) dediğimiz ısıl geçirgenlik (thermal transmittance) değeri ile tespit ederiz. Bunun için bilmemiz gereken aşağıdaki formülde geçen kavramlardır:

 U =    λ

           d

λ: kullanılan malzeme iletkenlik katsayısı (W/mK)

 

d: kullanılan kalınlık (m)

 

* K: Kelvin - Sıcaklık birimi

* W: Watt - Güç birimi

Isının binalarda iletim yoluyla kazanılması/kaybedilmesi

kaynak: https://elearning.passivehouse.com/mod/book/view.php?id=290

Konveksiyon yolu ile ısı, sıcak bölgelerden, soğuk bölgelere hareket eder.

Binalar, güneş enerjisinden ışıma yolu ile ısınır.

kaynak: https://greenpassivesolar.com/passive-solar/building-characteristics/orientation-south-facing-windows/

Konveksiyon yolu ile ısı sıcak bölgelerden soğuk bölgelere hareket eder.

kaynak: http://www.karmabilgi.net/isinin-yayilma-yollari/

 Başlıca yapı malzemeleri  ve iletkenlik değerleri (λ)

Aşağıdaki tabloda örneğin U değeri 0,13 W/m2K (Pasif Ev standartlarına göre, dış cephe duvar ısıl geçirgenlik değeri(1)) yakalamak için iletkenlik katsayısı verilmiş yapı malzemelerinin uygulanması gereken kalınlıkları da beraber verilmiştir. Bu sayede iletkenlik katsayısı(λ) , U değeri ve malzeme kalınlığı arasındaki ilişki daha kolayca anlaşılabilir.

Konveksiyon yolu ile ısı, sıcak bölgelerden, soğuk bölgelere hareket eder.

Fotoğraf, İngiltere, Hereford şehrinde ortaki evin Pasif Ev (Passivhaus) standartında restorasyonu sonrasına ait. Sağ tarafta termal kamera ile çekilmiş fotoğrafta sıcaklık göstergesi kırmızı - sarı - yeşil ve mavi sırasıyla azalmaktadır.Buna göre, ortaki ev, bitişiğindeki evlere göre, dışarıya görece çok az ısı yaydığı oldukça açık bir şekilde tespit edilebilmektedir. http://www.superhomes.org.uk/resources/insulating-a-solid-wall/

Bir malzemenin iletkenlik katsayı değerleri ne kadar artar ise, ısı kaybımız o kadar çok olur. Malzemeyi değiştiremiyorsak eğer, yukarıdaki tabloda görüldüğü gibi istenen yalıtımı sağlamak için malzeme kalınlığını oldukça  arttırmak gerekebilir.

Birden fazla malzeme kullanıldığında ise (örneğin üst üste gelen dış cephe kaplamaları), U değeri hesabı için her yeni gelen malzeme aşağıdaki gibi formüle eklenir:

 U =    λ1 + ... +  λn

           d1           dn

Uygulamanın Önemi

Burada konusu geçen ısı yalıtım ve malzemelerinin tam anlamı ile gerçekleşmesi için, bir diğer oldukça önemli faktör ise, yapılarda uygulama/işçilik kısmıdır. Kullandığımız malzeme ne kadar kaliteli, az ısı geçirgenli özelliğe sahip olursa olsun, uygulama dikkatli yapılmadığı sürece beklenen verimi alamayız.

Not: Binanızda ısı yalıtım/mantoloma düşünüyorsanız veya daha detaylı bilgiler almak istiyorsanız, ısı yalıtım/mantolama uygulaması yapan birçok firmaya danışabilirsiniz.