U Değeri Nedir, Nasıl Hesaplanır?

10 Ekim 2016 | TEKNİK MAKALE 151. Sayı (Ekim 2016)

Teknoloji ve sanayide oluşan devrim niteliğindeki ilerlemelerle birlikte enerjiye duyulan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Oluşan talep artışı karşılığında harcanan enerji miktarı da büyük bir artış eğilimi göstermektedir. Her ne kadar son yıllarda alternatif enerji kaynakları geliştirilmeye çalışılsa da, şu an için mevcut ve artmakta olan talebi karşılamaya yetecek ölçülerde değildir. Bu sebeple de fosil yakıt ve türevlerine olan ihtiyaç ve bağımlılık özellikle alternatif enerji kaynakları konusunda çok bilinçli davranmayan bizim gibi ülkelerde maalesef büyüyerek devam etmektedir.
Bilindiği üzere ülkemiz kendi kaynakları ile talep edilen enerji miktarını karşılayacak durumda değildir. Başka bir deyişle, enerjide dışa bağımlı bir konumda yer almaktadır. Her ne kadar enerjinin büyük bir kısmının sanayi tesislerinde ya da taşıtlarda harcandığı düşünülse de aslında enerjinin yaklaşık yüzde 50’si konutlarda harcanmaktadır. Harcanan enerji miktarının bu kadar yüksek oranlarda olmasına dair birçok sebep sayılabilir. Yalıtım başlığı altında, tüketicilerin yalıtım konusundaki bilgi eksikliği, uygulamaların istenilen kalitede yapılamaması, teknik bir hesaplama yapmadan ortalama bir kalınlık hesabı ile yalıtım yapılması gibi ve çok çeşitlendirilebilecek nedenler sayılabilir.

Her ürünün yalıtım kabiliyetini gösteren ısıl iletkenlik hesap değerleri (l) literatürde yer almaktadır. “Isıl iletkenlik”, malzemenin ne kadar ısı ilettiğini anlatır. Her malzeme için, o malzeme ya da ürüne has bir özelliktir. Yalıtım mantığında ısıl iletkenlik değerinin olabildiğince küçük olması, diğer bir deyişle sıfıra olabildiğince yakın olması, tercih edilen bir durumdur. Ancak farklı malzemelerin sadece ısıl iletkenlik değerlerinin birbiri ile karşılaştırılması, yalıtım performansının ortaya konması açısından doğru sonuç vermemektedir. Isıl iletkenlik hesap değeri daha düşük olan bir ürün, binada kullanılacak detay için uygun olmayabilir. Isıl iletkenlik değeri daha yüksek ancak mevcut detayda çok daha iyi çözüm verebilecek çözümler bulunabilir. Yalıtım performansının değerlendirilebilmesi için mutlaka ısıl direnç (R) değerinin hesaplanması gerekmektedir.
Isı iletim katsayısı tüm yalıtım malzemelerinin yalıtım seviyesini gösteren ve her malzemede değişen bir değerdir. Bu değer bize kullanılacak malzemenin ne kadar ısı ilettiğini gösterir. Isı iletim katsayısı  yalıtım ürünlerinden beklenen en önemli özelliktir ve düşük olması, o malzemenin tercih sebeplerinden biridir.
ISO ve CEN standartlarına göre ısıl iletkenlik katsayısı 0,065 W/(m.K) değerinden düşük olan malzemeler ısı yalıtım malzemesi olarak tanımlanır. Isıl iletkenlik katsayısı 0,065 W/(m.K) değerinin üzerinde olan malzemeler ise “yapı malzemesi” olarak adlandırılmaktadır (ısı yalıtım özelliği, ısıl iletkenlik değeri düştükçe artar, yükseldikçe azalır). Tuğla, gazbeton, bimsblok gibi malzemelerin ısıl iletkenlik katsayıları bu değerin üzerinde olduğu için ısı yalıtım malzemesi değil, ancak ısı yalıtım malzemelerine katkı yapabilecek yapı malzemeleridir.
Yalıtım hesabının performansı ya da uygunluğu hesaplanacağı ve kontrol edileceği zaman, yapılması gereken, U değerinin (Toplam ısı geçiş katsayısı; W/m2K) hesaplanmasıdır. Bir duvar elemanında U hesabı yapılacağı zaman aşağıda formülden faydalanılmaktadır:



Formülde gözüken, l değerleri, iç ve dış yüzey ısı taşınım katsayıları olup, sabit değerler tablolardan okunarak kullanılmaktadır. Dolayısıyla, formül içerisinde yer alan değişkenlerden ve bahsettiğimiz diğer tanımlamaların ardından, daha önce de kısaca bahsedildiği üzere yalıtım performansının ısıl direnç (R) değeri ile ilişkili olduğu görülmektedir. Isıl direnç (R), fiziksel bir özellik olup, yalıtım malzemesinin iki ana özelliği olan kalınlık (d) ve ısıl iletkenlik hesap değerinin (l) birbirine oranlanması ile hesaplanır.



Amaç, U değerinin olabildiğince azaltılmasıdır. α değerlerini değiştirmek söz konusu olmadığı için R değerlerinin büyütülmesi, U değerinin istenilen seviyeye inmesini sağlayacaktır. R değerini büyütmek için de iki olasılık mevcuttur. Bu seçenekler; Kullanılan malzemenin kalınlığının artırılması veya kullanılacak malzemenin ısıl iletkenlik (l) değerinin daha küçük seçilmesi olarak belirlenmektedir.
Daha önce de belirttiğimiz üzere, ısıl iletkenlik değeri en küçük olan ürün, kullanılacak detay için en uygun ürün olmayabilir. Ürün seçimi yapılırken, detaya uygun ve üreticilerin detay için onayladığı ürünler arasından ısıl iletkenlik hesap değeri uygun olanı seçmek, R değerinin hesaplanması sırasında performans açısından tüketiciye avantaj sağlamaktadır.
Her ne kadar teknik bir detay olmasa da, gözardı edilemeyecek bir diğer detay, kullanılacak ürünün fiyat/kalite endeksinin değerlendirilmesi gerekliliğidir. Bina detayı için ürün seçilirken, ısıl iletkenlik hesap değerinde az oranda bir azalma için çok yüksek bedel ödemek çok anlamlı değildir. Fiyat ve kalite açısından uygun bir malzemenin kalınlığını artırmak da R değerinin artırılması için bir çözümdür.
TS 825 Binalarda Isı Yalıtım Kuralları Standardı içerisinde illere göre derece gün bölgeleri ayrılmış olup, yalıtım performansı hesaplanmak istenen yapı elemanı ve şehir bölgesi seçilerek gereken U değeri tablodan okunabilir. Tabloda verilen değerler, bölgelere göre kullanılması tavsiye edilen en büyük değerlerdir. Binada hesaplama yapılacak bölümlerde hesaplanacak U değerleri, TS825 EK 1 C tablosunda yer alan değerleri geçmemelidir.

Son zamanlarda, ısı yalıtım plakaları kullanmak yerine, aynı performansı sadece sıva malzemesi kullanarak yapmanın mümkün olduğu konusu tartışılmaktadır. Isı yalıtımlı sıva kapsamına giren ürünlerin ısıl iletkenlik hesap değerleri TS825’teki tanımlamalara göre 0,070 ile 0,10 W/mK arasında değişmektedir. İlk örnekteki hesaplamada U değerini uygun değere çekebilmek için, ısı yalıtımlı şeklinde anılan sıvalardan kullanıldığı düşünülecek olursa, minimum değer olan 0,07 W/mK ısıl iletkenlik değerine sahip sıva ile dış cephede 8 cm’lik, 0,1 W/mK değerine sahip bir sıva ile 11 cm’lik bir uygulama yapılması gerekmektedir. Dış cephede 8 ila 11 cm’lik uygulama yapılması çok sağlıklı olmamakla birlikte binaya ek yük getirmektedir. Pratikte bu kalınlıkta sıva uygulanmış olan bir cephe bulmak neredeyse imkansız gibidir (Kalıp hatası ve benzeri sorunlar oluştuğu durumlar hariç). Delikli tuğla yerine tünel kalıp sistem kullanıldığı zaman yapılması gereken sıva kalınlığı ise 10-15 cm arasında olmalıdır.
Özetle, son zamanlarda, yalıtım piyasasında sıklıkla değerlendirilen ve tüketicinin aklında bazı karışıklıklar yaşanmasına sebep olan sadece sıva ile yalıtım performansı elde etmek konusu, teorik olarak mümkün olsa da sadece sıva ile yalıtım performansına erişilebileceği düşünülen uygulamalarda gereken sıva kalınlıklarının uygulanması sağlıklı ve mümkün görülmemektedir. Bu nedenle yapılacak teknik hesaplamalarda U değerinin nasıl yakalandığına dair detayların iyi incelenmesi ve müşteri tarafından iyi irdelenmesi gerekmektedir. Gerektiğinde yalıtım kurumları, üreticiler ve satıcılar da müşterilerine teknik konular hakkında doğru bilgiyi iletmekle yükümlüdürler. Unutulmamalıdır ki, istenen performansın elde edilemediği ısı yalıtım sistemleri, paranın sokağa atılması ve ülkemizin enerji konusunda dışa bağımlılığının artarak devam etmesi anlamına gelmektedir.

Türkiye’de, Avrupa ülkeleri ile kıyaslandığında çok daha kısa bir geçmişe sahip olan yalıtım sektörünün en önemli eksiklerden biri de toplumun yalıtım konusundaki bilinçsizliğidir. Halkımızın alım gücü çok yüksek olmadığında zaman zaman teklif edilen uygulama projelerinde fiyatlar makul tutulmaya çalışılmaktadır. Bu nedenle de fiyatların çok artmaması için plaka kalınlıkları çok artırılmamaktadır. Çünkü kalınlık artışının geri dönüşünün halkımıza geri dönüşünün nasıl olacağı tam olarak izah edilememekte ya da proje sahipleri ikna edilememektedir. Çeşitli iklim koşullarının görüldüğü ülkemizde (hatta bazı şehirlerin farklı bölgelerinde bile iklim şartları büyük değişiklikler göstermektedir) her bölgede aynı yalıtım kalınlığının kullanılması mümkün değildir. Her iklim koşulu için minimum yalıtım kalınlıkları hesaplanmalıdır. Hesaplanan minimum kalınlık uygulamasında, dış cephe ısı yalıtımı ile öngörülen yüzde 50’lere varan enerji tasarrufuna ulaşılacağı bilimsel bir gerçektir. Mevcut durumda, yani tahmini kalınlıklarla yapılan uygulamalarda yüzde 50’lere varan tasarruf sağlandığı ancak tahmin edilmektedir.
Özellikle yapılacak yalıtım uygulamasının kalınlığının artırılması, yazının içinde de izah edilmeye çalışıldığı üzere yalıtımın performansını artıracaktır. Günümüz trendi, özellikle gelişmiş ülkelerde, enerjiden yüzde 50 civarında tasarruf etmek değildir. Dış cephe ısı yalıtım sistemlerini sürekli iyileştirmek ya da uygulama tamamlandıktan sonra üzerine yeni yalıtım levhaları ilave etmek imkansız olmasa da çok kolay değildir. Almanya, Avusturya ve Baltık ülkelerinde yapılmış örnekleri olsa da bu iyileştirme faaliyetlerinin de uygulama maliyeti açısından tek seferde yapılacak bir uygulamaya göre daha yüksek maliyette olacağı unutulmamalıdır. Uzun süreliğine (bina ömrü kadar) performansını en yüksek seviyede sürdürecek ve yüzde 80-85 civarlarında tasarruf yüzdelerine ulaşmak için binaya dış cephe ısı yalıtımı yapılırken kalınlık seçiminin yüksek yapılması, ısı transferi sırasında enerji tasarrufunun daha da artırılması demektir. Başlangıç için uygulamaya yatırılacak uygulama maliyeti artacak olsa da, sarf edilen enerji maliyetindeki düşüş ile geri ödeme süreleri kısalacak ve enerji tasarrufu çok daha yüksek yüzdelerde olacaktır.

Kaynak: Baumit İnşaat Malzemeleri San. Tic. Ltd. Şti.
 

---

R E K L A M