Yalıtım Dergisi 123. Sayı (Haziran 2014)

60 YALITIM • HAZİRAN 2014 2.3. Aerojelin Yapısı ve Fiziksel Özellikleri Yüksek ısı yalıtımı özelliğine sahip aerojelin ısıl iletkenlik katsayısı sadece 0.018 W/mK olup, oldukça düşük bir değerdedir [3]. Bu durum binanın ısı kaybını azalttığı gibi aynı zamanda sıcak iklim bölgelerinde yazın dışarı- dan ısı kazancını da azaltmaktadır. Böylelikle malzeme hem ısıtma hem de soğutma yüklerini önemli ölçüde düşürmektedir. Aerojel malzemenin ışığı düz- gün ve eşit yayma özelliği vardır. Bu nedenle iç mekanda aynı zamanda parlamayı da önleyerek görsel konfor koşullarını sağlar. Hidrofobik özelliğe sahip olup bu nedenle binayı rutubet ve küf etkilerinden korur [8]. Ayrıca aerojel malzemenin fiziksel dayanımı da oldukça yüksektir. Mimarlıkta saydam yalıtım mal- zemesi olarak kullanılan aerojel malzemenin tanecikli (Şekil 3) ve jel esaslı iki türü vardır. Tanecikli gra- nüllerin tane şekillerine göre malze- menin şeffaflık oranı değişir. Düzgün yüzeyli granüller düz cama yakın bir görünüm verirken kırıklı yapıdaki granüllerde malzemenin şeffaflığı azalmakta, buzlu cama yakın bir görünüm elde edilmektedir. aerojel (aerogel), su olması duru- munda ise hidrojel (hydrogel) olarak tanımlanmaktadır”[4]. Bu çalışmanın konusu, dispersiyon maddenin hava olduğu “aerojel”lerdir. Aerojellerin ısı yalıtımlarının iyi olması şu şekilde açıklanabilir: Tek kalın kazak giy- mektense iki ince kazak, araların- daki hava tabakası nedeniyle daha iyi ısıtır. Bunun nedeni iki tabaka ara- sındaki hava tabakasının ısı yalıtımı sağlamasıdır. Aerojelde de bu hava tabakası yüksek oranda mevcut olup, bu nedenle ısı yalıtımı oldukça iyidir. 2.2. Aerojelin Tarihsel Gelişimi Saydam yalıtım malzemesi olarak günümüz mimarisinde kullanılmaya başlanan aerojel 1931 yılında Samuel Stephen Kistler tarafından laboratuvar ortamında geliştirilmiş, 1940’larda ticari kullanıma hazır hale getirilmiş, 1980 yılında ticari ürün olarak üreti- lip kullanılmaya başlanmış, 1999’da fırlatılan Stardust uydusu 2006’da yeryüzüne uzaydan topladığı mikro- meteor örneklerini getirmiş, 2000’li yıllardan itibaren başta mimari olmak üzere birçok alanda yalıtım malze- mesi olarak kabul görüp kullanılmaya başlanmıştır [5], [6]. aerojel malzemenin tanıtıldığı bu çalışmanın amacı, aerojellerin mima- ride kullanımının ve sürdürülebilirlik açısından mimari tasarıma katkısının irdelenmesidir. Bu yapılırken önce- likle aerojel malzeme tanımlanarak, ortaya çıkışı, yapısı, türleri ve kulla- nım alanları incelenmiş, daha sonra malzemenin mimaride kullanım ola- nakları, mevcut örnek uygulamalar üzerinden sürdürülebilirlik bağla- mında irdelenmiştir. 2. AEROJELLERİN TEMEL ÖZELLİKLERİ VE KULLANIM ALANLARI 2.1. Aerojel “Yeryüzündeki en hafif katı madde” olarak tanımlanan aerojeller, içinde %95 ile %99.9 miktarında hava bulunduran havalandırılmış köpük olarak tanımlanmakta olup, kalan kısım ise cama benzeyen bir malze- medir, örneğin silika adıyla bilinen silikon dioksit. Nanometrik boyutta sıkışan hava molekülleri hareket ede- mezler. Bu da bu malzemeye yüksek ısı yalıtımı özelliğini kazandırır [3]. Bu durum aynı zamanda ses yalıtımı için de geçerli olup, sıkışan hava molekülleri nedeniyle malzemenin ses dalgalarını geçirmesi minimum düzeyde gerçekleşmekte, dolayısıyla aerojel malzeme iyi bir ses yalıtım malzemesi de olmaktadır. Bunun yanı sıra birçok farklı fiziksel ve kimya- sal özelliği içinde barındırır. Aerojel, dondurulmuş duman görünümünde, cama benzer bir malzeme olup, bun- dan dolayı bina cephelerinde kulla- nımı mümkündür. Aerojeller, jellerin sıvı bileşeninin gaz ile değiştirilmesiyle elde edilen gözenekli sentetik maddelerdir. Her ne kadar ismi bir sıvıyı andırsa da bunun aksine katı ve kuru malze- medir. “Jel, biri katı madde diğeri dispersiyon (dağılım) maddesi olmak üzere iki bileşenden oluşan bir karı- şımı tanımlar. Dispersiyon maddenin hava olması durumunda oluşan yapı makale Şekil 1: Stardust uydusunda kullanılan Aerojel panel [7] Şekil 2: Stardust uydusunda kullanılan Aerojel panelin yakalayarak yeryüzüne getirdiği mikrometeorların malzeme kesitindeki görünümü [7] Şekil 3: Aerojelin Granül yapısı [9] Şekil 4: Dolgulu pencere örneği [10]