7 Eylül 2012 | TEKNÄ°K MAKALE 102. Sayı (Eylül 2012)

Prof. Dr. Hikmet Karakoç, Mak. Müh. Orhan Turan Y. Mimar Ecvet Binyıldız, Mak. Müh. Elif Yıldırım
BİNALARDA ISI YALITIMININ ÖNEMİ
•    Tüketilen toplam enerjinin yaklaşık %34’ünün konutlarda tüketildiği,
•     Isı yalıtımı ile ilgili yönetmelik ve kurallara neredeyse yarı yarıya uyulmadığı,
•     Kişi başına yalıtım malzemesi tüketimi sıralamasında Türkiye’nin en altlarda olduğu
dikkate alınırsa, bina yalıtımı konusunda, yapılacak çok şey olduğu ortaya çıkmaktadır.

Binalarda ısı yalıtımı önlemleriyle, binanın durumuna bağlı olarak % 20-% 70 ısı tasarrufu sağlanabilmektedir.
Isı tasarrufu, yakıt ve para tasarrufu demektir. Binalarda yalıtım yapmakla, tesisat ilk yatırım giderlerinde de azaltma yapılmaktadır. Kazan kapasiteleri düşmekte, odalara yerleştirilecek radyatör miktarları azalmakta, boru çapları düşmektedir. Yalıtıma yapılan yatırım bu nedenlerle kısa zamanda kendini geri ödemekte, daha sonra yıllar boyu tasarruf yapılmaktadır. Aynı binanın yalıtımlı ve yalıtımsız haldeki ısı kayıplarına ilişkin grafik yanda verilmiştir.

Yakıta ödenen paranın büyük bir kısmının da ithalat yoluyla yurtdışına gittiği düşünülürse, yalıtım yoluyla yakıt tasarrufu, döviz tasarrufu anlamına da gelmektedir.
Binalarda yalıtım yaparken ısının en çok kaçtığı yerlere özel önem vererek, her noktada yalıtım önlemleri alınmalıdır. Isının en çok kaçtığı yerler olan çatı, pencere ve dış duvarların öncelikli olarak yalıtılması önerilmektedir.

Isı yalıtımında, bilgilendirme ve eğitim ön planda olmalı ve kullanıcıların özendirilerek, yalıtım malzemesi kullanması sağlanmalıdır. Ancak bunun yanında, yönetmeliklerle de zorlayıcı önlemlerin alınması zorunludur.
Binalarda ısı yalıtımının parasal boyutunun yanı sıraiki önemli boyutu daha bulunmaktadır. Daha az yakıt kullanımı nedeniyle daha az baca gazı ve daha az çevre kirliliği oluşmaktadır. Yalıtımla ilgili diğer bir boyut ise ısıl konfor boyutudur. Bu konular ısı yalıtımının üç boyutu başlığında incelenmiştir.

ISI YALITIMININ ÜÇ BOYUTU
Binalarda enerji ekonomisinin başlıca yolu ısı yalıtımından geçmektedir. Isı yalıtımının sağladığı yarar üç boyut ile ortaya çıkmaktadır:

• Parasal tasarruf: Isı yalıtımı, kullanılan enerjiden tasarruf sağlaması nedeniyle bir parasal tasarruf sağlamaktadır.
• Çevre kirliliğinde azalma: Isı yalıtımıyla ortaya çıkan diğer bir sonuç, daha az yakıt ve daha az baca gazı nedeniyle çevre kirliliğini azaltıcı yöndeki etkisidir.
• Isıl konfor: Isı yalıtımının önemli sonuçlarından birisi de ısıl konfordur

Enerji Tasarruf Politikası ile İlgili Genel Öneriler
Termodinamiğin ikinci yasasına göre ısı, yüksek sıcaklıklı ortamdan düşük sıcaklıklı ortama doğru gitmektedir.
Yani ısınan iç ortamdan dış ortama doğru bir ısı akışı söz konusudur. İçeride yeterli konfor ortamının sağ-lanabilmesi için kaybolan ısının, bir ısıtma sistemi ile karşılanması gerekmektedir. Kaçan ısıyı en aza indirebilmek için çeşitli yollarla yalıtım yapılması gerekmektedir.
Elektrik İşleri Etüt İdaresi tarafından sunulan bir başka çalışmada ise 158 kW’lık (135.880 kcal/h’lik) ısı kaybı olan bir binada önce çatı yalıtımı ve sandviç duvar uygulaması ile ısı kaybı 118 kW’a (101.480 kcal/h’e), hava cereyanının önlenmesi ve çift cam uygulaması ile 67 kW’a (57.620 kcal/h’e) düşürülmüştür. Bu durum yukarıdaki şekilde verilmiştir.

Isı Yalıtımının Hava Kirliliğine Etkisi
Kömür, petrol, doğalgaz gibi fosil yakıtların yanması sonucu, karbondioksit (CO2) ve kükürtdioksit (SO2) gibi büyük miktarlarda atık gaz hava kirliliğine neden olmaktadır. Bu atık gaz (özellikle karbondioksit) dünyanın geri yansıttığı güneş ışınlarını da tutarak (sera etkisi) dünya sıcaklığının artmasına yol açmaktadır. Bunun uzantısında gelecek yıllarda iklim değişiklikleri beklenmektedir. Kükürt esaslı baca gazı atıkları havadaki su ile birleşerek sülfürik asit oluşturarak asit yağmurlarına neden olmaktadır. Asit yağmurları da bitki örtüsü ve yapıları tahrip etmektedir. Dünya geleceğini tehdit eden zararlı emisyonları azaltmak amacı ile bu konuda çeşitli kararlar alınmaktadır. Ülkemizde de bu emisyonları azaltıcı önemli bir önlem, ısı yalıtım yönetmeliğinin uygulanmasıdır. Gerekli yalıtım tedbirlerinin alınması binanın ısı ihtiyacını azaltarak, dışarıya atılan baca gazı miktarını azaltacak; dolayısıyla hava kirliliği de düşecektir. Yapılan bir çalışmada aynı binanın yalıtımlı ve yalıtımsız haldeki emisyon miktarları aşağıdaki şekilde görülmektedir.

Karbondioksit (CO2) sera etkisinin ana sebebi olarak belirlenmiştir. Bu, benzin, kömür veya petrol gibi fosil yakıtlar yandığında meydana gelen renksiz ve yanmayan bir gazdır. Sera etkisinin %50’den fazlasının sorumlusu olup, küresel ısınmanın ana sebebidir.

Isıl Konfor
İnsanların çalışma verimlerini, bulundukları ortamın sıcaklığı büyük oranda etkilemektedir. Çalışma ortamının ısıl şartları, insanların bedensel ve zihinsel üretim hızını etkilemektedir. Isıl konfor ve iç hava kalitesi, bireyin bir ortamdaki ısıl şartlar içinde kendisini rahat hissetmesi ve bu şartlardan doğan sağlık sorunları ile karşılaşmayacağı bir ortamın özellikleridir.
İnsan sağlığı, iş verimini doğrudan etkileyen bir faktördür. Eğer insan bulunduğu ortamın sıcaklığı nedeniyle hasta oluyorsa ya işe gidemeyecek, işi tamamen aksayacak ya da işte bulunduğu ortamda daha verimsiz çalışacaktır.

Isıl konforu aşağıdaki faktörler etkilemektedir:
• Ortam sıcaklığı
• Duvar iç yüzey sıcaklığı
• Hava hızı
• Havadaki nem miktarı.

Ortam sıcaklığı ile duvar iç yüzey sıcaklığı arasındaki fark, konfor hissini yakından ilgilendirmektedir. Duvar iç yüzey sıcaklığı ile ortam sıcaklığı arasındaki fark ne kadar fazla ise konforsuzluk o kadar fazla olur. Duvar iç yüzey sıcaklığının ortam sıcaklığından uzaklaşmasının en önemli etkeni de duvarın yalıtımsız oluşudur. Konforlu bir mekanda duvar iç yüzey sıcaklığı, ortam sıcaklığından en çok 3 °C az olmalıdır. Örneğin mekan sıcaklığı 22 °C ise duvar iç yüzey sıcaklığı en az 19 °C olmalıdır. Aradaki farkın 3 °C’yi aşması halinde konforsuzluk (sağlıksızlık) da artar. Hava hızı, pencere ve kapıların yeterince hava sızdırmaz olmamasından ve duvarın yalıtımsızlığından kaynaklanır. Soğuk bir kış günü pencereye veya yalıtımsız dış duvara yaklaşan bir kişi, orada bir esinti olduğunu kolayca farkeder. Konforsuzluğa neden olacak hava hızları pencere ve kapıların yeterince sızdırmaz olmamasının yanı sıra iç yüzey ve ortam sıcaklığı arasındaki farkın 3 °C’den büyük olmasından da kaynaklanmaktadır. Konfor sıcaklığını sağlayacak ısı geçirgenlik direnci değerleri verilmiş duvar kullanıldığında, konforlu bir ısınmanın yanı sıra yoğuşmaya da engel olunabilmektedir. Ayrıca, mekanın her noktasında homojen bir sıcaklık elde edilir. Konfor ortamını sağlamada odanın sıcaklık, nem ve hava hızı için aşağıdaki değerler verilmektedir:

Sıcaklık: 18-22 °C
Nem: %35 - %70
Hava hızı: 0.25 m/sn

Ortamın sıcaklığı, çalışma verimini de yakından ilgilendirmektedir. Çalışma veriminin sıcaklıkla değişimine ilişkin diyagram aşağıdaki şekilde verilmiştir. Benzer çalışmalar aktif iş, yavaş iş, kış giysisi, hafif giysi gibi faktörler göz önüne alınarak da yapılmıştır. Ortam sıcaklığı ve konforun iş yerlerindeki iş kazalarını bile etkilediği kaydedilmektedir.

Isı, tanımı gereği yüksek sıcaklıklı ortamdan düşük sıcaklıklı ortama enerji aktarımıdır. Sıcaklık ise ortamdaki moleküllerin ortalama kinetik enerjileri ile orantılı bir kavramdır. Dolayısıyla iç yüzey ve ortam arasındaki sıcaklık farkı ne kadar fazla olursa ortamdaki moleküllerin hareketleri de o kadar fazla olacaktır. Kış mevsiminde %30 ile %70’lik bir bağıl nem, normal bir iç ortam sıcaklığı için konfor hissi verebilmektedir. Aşağıdaki şekilde iç ortam sıcaklığı ile ortamın bağıl nemine bağlı olarak konfor bölgesi görülmektedir.
Yapıların ısıl konfor ortamı dikkate alınarak yapılması, büyük bir enerji tasarrufu, buna bağlı olarak da daha az çevre kirliliği sonuçlarının yanı sıra pek dikkate alınmayan konforsuzluk nedeniyle oluşacak iş ve zaman kayıplarını da ortadan kaldıracaktır.

Örnek: Isı yalıtımının binaya olan etkisini daha yakından görebilmek için bir dış duvar “tamamen yalıtımsız”, “orta yalıtımlı” ve “iyi yalıtımlı” olarak üç durumda incelenmiştir. Her duvarın ısı kayıpları hesaplanıp, ısı akım diyagramları çizilip, duvarın iç yüzeyindeki sıcaklıklar bulunacaktır.
Verilen örneğin çözümüne ilişkin şekiller aşağıda verilmiştir.
İklim şartları her üç duvar için de aynı olsun.

Örneğin; İç sıcaklık t₁= +22 °C
Dış sıcaklık t₂= -10 °C
Yakıt cinsi Fuel-oil
Yıllık yakma süresi z = 3780 saat
Isı iletim katsayısı l= 0.034 W/mK
Bu değerler dikkate alınarak her duvarın ısı akım diyagramı çizildiğinde,

1. Duvarda iç yüzey sıcaklığı  +14 °C
2. Duvarda iç yüzey sıcaklığı  +18.9 °C
3.     Duvarda iç yüzey sıcaklığı  +20.5 °C olduğu görülür.
Bir mekanın sıcaklık bakımından rahat sayılabilmesi için mekan iç sıcaklığı ile duvar yüzeyi sıcaklık farkının 2-3 °C’den fazla olmaması belirtilmektedir. Bu duruma göre;

1. duvarda 22-14=8 °C’lik bir fark oluşmakta ve bu fark 3 °C’den çok fazladır. Bunun sonucu olarak 1. duvarın iç yüzeyi çok soğuk demektir. Nitekim bu tür yalıtımsız duvarların yakınında soğuk kış günlerinde adeta rüzgar esmesi gibi bir akım olur ve duvara yakın oturanların üşüterek hastalanmalarına sebep olur.

2. duvarda ise sıcaklık farkı 22-19=3 °C oluşmakta nispeten rahat bir mekan elde edilmiş olmaktadır.

3. duvardaki fark ise 22-20.5=1.5 °C’ye inmektedir ki duvarın iç yüzey sıcaklığının neredeyse mekan sıcaklığına yaklaştığını, dolayısıyla sıcaklığın mekan içinde homojen bir şekilde dağılarak çok daha rahat bir mekan elde edilmiş olduğunu gösterir. Bu duvarları yakıt tüketimi açısından incelersek,
1. Duvarda yıllık yakıt tüketim 30 lt/m²
2. Duvarda yıllık yakıt tüketimi 11.5 lt/m²
3. Duvarda yıllık yakıt tüketimi 5.8 lt/m² olmaktadır.

3 cm yalıtım yapıldığında yakıttan tasarruf %62 iken, 8 cm yalıtım yapıldığında ise %80 tasarruf yapılmaktadır. Bu durum ısı yalıtımının etkisini açık bir şekilde göstermektedir. Isı yalıtımının başka bir etkisi de yalıtımsız duvarların iç yüzeyinde kış aylarında görülen ıslanma veya terleme (kondensasyon) olayını önlemesidir. Bu olay ülkemizde çok görülür. Hatta bazen duvarın yağmurdan ıslandığı zannedilir ve dışarıdan suyun içeri sızmasını önleyecek su yalıtım önlemleri alınır. Oysa genellikle bu olayın yağmurla ilgisi yoktur. Duvarın iç yüzeyinin ıslanmasının nedeni şudur: Mekanın içindeki nisbi nem aslında yalıtımsız duvarın soğuk olan iç yüzeyine temas edince (yoğuşma sıcaklığının altına düşünce) gerçek su haline dönüşür. Yani duvar tamamen iç etkenlerle içerden ıslanır. Dışardan su gelmesi söz konusu değildir. Buharın su haline dönüşme derecesine “terleme sıcaklığı” denilir ve mekan içindeki hacim sıcaklığı ile nisbi nem oranına bağlı olarak değişkendir.
Aşağıdaki çizelgeye bakıldığında 22 °C iç sıcaklığı, %65 bağıl nemlilik olan bir mekanda buharın su haline dönüşme noktası 15.2 °C’dir. Eğer mekandaki bağıl nem, örneğin % 80’e (banyo-mutfak) çıkmışsa bu takdirde terleme derecesi 18.4 °C olur. Başka bir deyimle terleme olmaması için duvar iç yüzey sıcaklıklarının daima terleme derecelerinin üzerinde tutulması gerekir. Bu açıdan bakıldığında duvar iç yüzey sıcaklığını daima terleme sıcaklığının üzerinde tutabilecek tek etkenin ısı yalıtımı olduğu görülmektedir.
 

---

R E K L A M