Derz/Montaj Celalittin KIRBAŞ Kaybı - mmo.org.tr · Pencere-Duvar Derz/Montaj Kaybı 12 Tesisat...

Binalarda Pencere-DuvarArasındaki Derz/MontajBoşluğundan Enerji Kaybı

12 Tesisat Mühendisliği - Sayı 136 - Temmuz/Ağustos 2013

Makale

Celalittin KIRBAŞ

ÖZETBu çalışmada, pvc pencerelerin fizik ve mühendislik kurallarına aykırı montaj

usulleri nedeniyle, pencere doğraması ve derz çevresinde meydana gelen termal

genleşmenin sebep olduğu “kalıcı deformasyonlar” ile “açıklıklar”, “yarık” ve

“çatlakların” yol açtığı enerji boyutu irdelenmektedir. Bina iç ve dış basınç far-

kında bu açıklıklardan su, hava, toz, toprak v.b çeşitli partikül ve arzu edilmeyen

maddelerin sızdığı, hijyen, sağlık, çevre ve konfor koşullarının bozulduğu ve

bina ısı kaybı içinde %7-10 gibi önemli oranda enerji kaybına sebep olduğu

bilinmektedir. Yapılan hesaplamalar neticesinde; söz konusu bu enerji kaybının

ülke konut stokunda 6 aylık kış mevsimindeki karşılığının ortalama 1 680 000

Ton veya yaklaşık 11 000 000 varil petrol olduğuna dikkat çekilerek, aslında

önlenebilir olan söz konusu enerji kaybının vehameti ortaya konulmaktadır. TS

2164 Kalorifer Tesisatı Projelendirme Kuralları Standart”ına dahil edilmeyen

bu enerji kaybının önemsenerek tesiat mühendisliği açısından tartışılması için

kamuoyunun bilgisine sunulmasının uygun olacağı düşünülmüştür. Çözüm öne-

risi için alternatif montaj metodu olarak “malzeme termal genleşmelerini kendi

içerisinde absorbe etme özelliğine sahip” “vidasız pencere montaj metodu”

hakkında bilgi verilerek, ulusal ekonomi ve tüketici hakları açısından kamuoyu-

nun aydınlatılması amaçlanmaktadır.

Anahtar kelime: Pencere Enerji Kaybı, Pencere Montaj Usulü, Pencere

Derz/Dilatasyon Enerji Hesabı, Vidalı Pencere Montajı, Vidasız Pencere

Montajı, Binalarda Enerji Kaybı. Pencere Derz Boşluğu

1. GİRİŞEnerji tasarrufunun konusu, hergün defalarca açıp kapattığımız,önünde oturup çevreyi seyrettiğimiz “pencerelerin” çevresindenistenmeyen rahatsız edici hava üflemesinin sebep, sonuç ve çözümönerileri olacaktır. Sorunun kaynağı olarak; uygulanan “yanlış mon-taj metodu” ile sebep olduğu “enerji kaybı sonuçları” irdeleme konu-sunu teşkil etmektedir.

Yazı içinde geçen, “derz boşluğu / montaj boşluğu / dilatasyon boş-luğu veya dilatasyon aralığı” tanımları, pencere ile duvar arasındaki

Abs tract:

In this study, due to wrong assemblymethods of pvc windows according tophysics and engineering rules, energyside that is caused by openness, cleft,crack and permanent deformation dueto thermal expansion around windowschop and filling materials. It is knownthat energy loss in building withimportant rate like %7-10 is occureddue to distortion of hygiene, health,environment, comfort conditions andsome particles like water,air,dust,sand that have been leaked becauseof inner-outside pressure difference.According to calculation, there are1.680.000 ton petroleum or approxi-mately 11.000.000 barrel petroleum,6-month petroleum for winter in coun-try bulding stocks. It is drawn attentionabout energy loss. It is considered toinform common opion in order to dis-cuss about installation engineering byhighlighting energy loss that is notincluded in TS 2164 Central HeatingProject Rules Standart. As solutionsuggestion, it is aimed at informingcommon opion about national econo-my and consumer rights by givinginformation about ‘’window assemblymethod without screwing’’ which isabsorbing material thermal dilation.

Key Words:

Window Energy Loss, WindowAssembly Method, Window DilatationEnergy Loss, Assembly Of Window ByScrewing, Energy Loss At Buildings,Window Dilatation Space

12-Celalettin Kirbas:Sablon 29.08.2013 14:25 2

Makale

Tesisat Mühendisliği - Sayı 136 - Temmuz/Ağustos 2013 13

montaj bölümü için ilgili standart ve uygulamadaaynı anlamda kullanılan eş anlamlı ifadeler olmalarınedeniyle yazı içinde de aynı şekilde kullanılmıştır.

Yapının önemli bir bileşeni olan pencereler; yapınındış ortamla ilişkisini sağlayan ve aynı zamanda içhava kalitesi için doğal havalandırma ve aydınlatmafonksiyonu gören, yapı güvenliği dışında belki defarkında olmadığımız çok önemli bir yapı bileşeni-dir.

Pencerelerin sayılan yararlı işlevlerinin yanı sıra,yapının konfor, sağlık ve hijyen şartlarını sağlamasıgibi zorunlu özellik ve görevleri de olduğunu bilme-liyiz.

Toplam enerjinin %40’ı gibi önemli oranı binalardatüketilmektedir. Tüketilen bu enerjinin yüzde 40′ı dışduvar, yüzde 30′u pencere, yüzde 17′si dış kapılar vehava değişimi, yüzde 7′si çatı ve yüzde 6′sı da döşe-me kayıplarından kaynaklanır. [1]

Pencerelerden kaynaklanan ısı kaybının %7-10 gibioranı da montaj bölümü/dilatasyon boşluğu [2] deni-len derz aralığından kaynaklanmaktadır. Derz aralı-ğından kaynaklanan bu enerji kaybı konuyla ilgiliçeşitli yayınlarda görsel ve yazılı olarak verilmesinerağmen pratikte hesaplara dahil edilmemektedir.

Güncel yaşamda, özellikle kışın pencere-duvar arasıderz/montaj çevresinden doğal üflemeli hava akımıile fark edilen, ama görmezden gelinen bu enerjikaybı mühendislik hesaplarında dikkate alınmamak-tadır. Sebebi bilinmez ama belki de uygulanan yanlış

montaj usulünün alternatif çözümü bilinmediği içingörmezden gelindiğini söylemek yanlış sayılmaz.

Bu enerji kaybını diğer yapı elemanları ısı kaybıylakarşılaştırmak doğru değildir. Zira örneğin; bir duvarelemanının ısı kaybı; duvar, tasarım anındaki yapıbileşen özelliklerini koruduğu sürece aynı hesapyöntemiyle her zaman sabit kalacaktır. Oysaki derzaralığından ileri gelen bu kayıp yapının kullanımömrü içerisinde meydana gelmekte ve zaman içeri-sinde yazının ilerleyen bölümlerinde izah edilensebeplerden dolayı artma göstermektedir.

Bahsedilen bu ısı kaybının oluş ve artışına; malze-melerin sıcaklığa bağlı genleşme özelliklerini fizik-sel deyimiyle “malzeme ısıl genleşmesini” dikkatealmadan uygulanan “yanlış pencere montaj metodu-nun” sebep olduğunu söylemek yanlış olmayacaktır.Fizik kanunları gereği sıcaklığa maruz malzemeler,sıcaklığın derecesine göre uzar ve kısalırlar. Bizlerbu fiziksel olayın oluşunu değil sonucunu fark ede-riz. Termostat ve termometreler bu fizik kuralınınyaşamı kolaylaştıran her gün kullandığımız

faydalı neticeleri olarak örneklenebilirler. Demek ki,ısıl genleşme kontrol edilirse faydalı… Kurallarıdikkate alınmazsa akıbetin istenmeyen sonuçlaraneden olabileceği ortaya çıkmaktadır. Peki baştaenerji kaybı olmak üzere, olumsuz hijyen, sağlık veçevre koşullarını doğuran bu olay pencerelerde nasılgerçekleşir ve ne gibi sonuçlara yol açar? Sorusunucevaplamak gerekirse… Rahatsız edici ve konforbozucu zararları görülen pencere çevresinden üflemehalinde hissedilen bu hava akımının iki türlü kayna-ğı vardır:

• Pencere-duvar derz/montaj/dilatasyon aralığındasonradan oluşan açıklık ve çatlaklar ile,

• Pencere kanatlarının kapanma aralıklarından.

Montaj ve imalat hatalarını telafi edilebilir hesabıylabir tarafa bırakırsak, söz konusu bu hava akımınasebep olan açıklık, çatlak ve boşlukların meydanageliş nedeninin; pencere malzemesi ile duvarın ısılgenleşme hareketlerinin ortaya çıkarttığı “malzemedeformasyonu”dur. Sebep olan etkinin de, malzeme-

Resim 1. Binalarda Isı Kayıp oranları [2]

12-Celalettin Kirbas:Sablon 29.08.2013 14:25 Page 13

Makale


lerin ısıl genleşme özelliklerini dikkate alınmadanyapılan montaj metodu olduğu, ama sonuçlarınındoğal kabul edilerek görmezden gelindiğini bilmekgerekir.

Sayılan sebeplere etki eden ve irdelenme konusuparametreler pencere montaj sürecine göre sıralandı-ğında:

• Pencerelerden istenilen yasal özellikler.• Pencere montaj metodları.• Kontrol edilemeyen termal genleşme hareketleri.• Termal genleşme sonucunda meydana gelen ve sız-

dırma alanı özelliğindeki açıklık ve boşluklar.• Bu açıklık ve boşlukların sebep olduğu başta ener-

ji kaybı olmak üzere konfor bozulması ile arzuedilmeyen hijyen, sağlık ve çevre koşulları.

Hususlarının, meydana gelen enerji kaybının ülkegenelinde vahamet derecesindeki boyutu dikkate alı-narak ayrı ayrı değerlendirilmesi gerekecektir.

2. YASAL YÖNDEN PENCERELERDEN İSTE-NEN ÖZELLİKLER

Pencerelerin, insan fizyolojisi açısından, ortamındoğal aydınlatma ve havalandırma ihtiyacını karşıla-ması gibi faydalı ve zorunlu görevlerinin yanı sıra buortamların korunması ve sürekliliğini sağlaması ileyapı güvenliğine uyumlu olması gibi bir görevininolduğu hatırlanmalıdır. Bahsedilen bu görevlerinbelirlendiği yasal mevzuatlar:

AB uyum mevzuatı çerçevesinde: 89/106/EECDirektif gereği “Yapı malzemeleri Yönetmeliği”ndebahsedilen “Temel Gerekler” olarak yapıda kullanı-lan malzemelerin taşıması gereken özellikler:

1. Mekanik dayanım ve stabilite,2. Yangın durumunda emniyet,3. Hijyen, sağlık ve çevre,4. Kullanım emniyeti,5. Gürültüye karşı koruma,6. Enerjiden tasarruf ve ısı muhafazası.

İlgili mevzuatta yapıda kullanılan malzeme veyayapı bileşenlerinin bu hususlardan en az bir veya bir-

kaçını sağlaması olmazsa-olmaz koşul olarak sayıl-mıştır.

Yine aynı özelliklerin daha detaylandırıldığı, “ISO3447–TS 8276 Binalarda Dış Duvar DilatasyonlarıGenel Kontrol Kuralları Standardı”nda bahsedilenhususlara göre; pencere-duvar bağlantısının sızdır-maz olması ve ortam ısıl konfor şartlarını bozmama-sının yanı sıra hijyen, sağlık, çevre, emniyet, güven-lik gibi yaşam, mal ve can güvenliği ile ilgili görev-lerini de yerine getirmesi istenmektedir. Ancak,gerek “Temel Gerekler”, gerekse “Standart” da sayı-lan şartlardan “mekanik tesisat uygulamasını” doğ-rudan ilgilendiren “Enerjiden tasarruf ve ısı muhafa-zası, Hijyen, sağlık ve çevre, gürültüye karşı koru-ma” hususlarının gündelik yaşamımızda pencereler-ce tam olarak sağlandıklarını söylemek pek mümkünolmamaktadır. Zira, enerji kaybına sebep teşkil edenpencere çevresinden rahatsız edici hava cereyanı,gürültü, su sızıntısı gibi konfor bozucu etkilerin, hertarafı kapalı bir evin toz içinde kalmasının, küflen-me, rutubet gibi hijyen ve sağlık şartlarını kötüleşti-ren, ilave onarım bakım masraflarına yol açan arzuedilmeyen durumlar oluşmasının sebeplerini izahetmek mümkün değildir?

3. PENCERE MONTAJ USULLERİPencere üretimi TS EN 14351-1 Standardına göreyapılmaktadır. Ancak, standartta montaj usullerinidüzenleyen detaylı bir mevzuat bulunmamaktadır.

Montajla ilgili olarak, yalnızca: “TS EN 14351-1/6.madde Taşıma, Montaj, Bakım ve Koruma” başlı-ğında: “Mamulün montajından sorumlu imalatçıdeğilse, montajla ilgili gerekler ve montaj teknikleri(yerinde montaj için) hususlarında imalatçı bilgi ver-melidir” hükmü bulunmaktadır.

Ülkemizde pencere montajı, yaygın ve kabul görmüşhaliyle RAL (Alman Plastik Pencere SistemleriKalite Birliği) kaidelerine göre yapılmaktadır.

3.1. Vidalı / RAL Montaj MetoduRal kaidelerinin esas alındığı ve her yerde uygula-ması kabul görmüş, Ülkemiz devlet şartnamelerindede öngörülen pencere montaj usulüdür.


Makale


Resim 2 (a), (b)’de temsili olarak gösterildiği gibi;RAL kaidelerine göre pvc pencerelerin montajları;köşelerden 20 cm ve kenarlardan 70 cm’yi aşmamaküzere belli aralıklarla pvc profil üzerinden vidalana-rak, aralarında “0” boşluk kalacak şekilde doğra-ma/kasa duvara tespit edilir.

Duvarda montaj, imalat veya ölçü hatalarının sebepolduğu boşluk kalması halinde, araya sıva, expandeköpük, taş, tuğla parçaları, silikon veya benzeridolgu malzemeleri konularak sızdırmazlık sağlan-maktadır.

3.1.1. Vidalı Montaj Metodunun Esası ve Sakın-caları

Temel fizik kuralına göre, termal genleşme özelli-ğindeki malzemelerin fizik ve mühendislik kuralları-na aykırı biçimde aralarında uzama boşluğu bırakıl-maksızın tespit edilmeleri demek; termal genleşmeyifizik kurallarına aykırı biçimde engellemeye çalış-mak demektir. Halbuki temel mühendislik anlayışınagöre, ısıl uzamanın önlenemeyeceğinin kabul edile-rek serbestçe kontrollü gerçekleşmesine izin verip,olumsuz sonuçlarının önüne geçmek mühendislikbilimin gereğidir. Tıpkı termostat ve termometrelerinaynı prensibe göre çalışıp, sonucundan faydalanmakgibi. Güncel örnek verilirse; tren raylarının monta-jında, ısıl uzama fizik kuralı gözetilerek, Resim 3’deörneği görülen istenmeyen sonuç meydana gelme-mesi için malzeme uzama miktarları hesap edilip ikiuç arasında uzama boşluğu kalacak şekilde döşendi-ği bilinmektedir.

Bahsedilen bu fizik kuralı pencerelere uyarlandığın-da, pvc pencere doğramasının genleşme katsayısı,tuğlanın genleşme katsayısından ortalama 12-20 katdaha fazla büyüklüğe sahiptir. Yani aynı termikkoşullarda tuğlanın 1 birim genleşmesine karşılıkpvc malzeme 12 - 20 birim genleşmektedir. “0 boş-luklu” bu montaj tekniğinde termal genleşmeler gör-mezden gelindiğinden, çevre ve iklim şartlarındakisıcaklık değişikliklerinde duvar malzemesi, pencereprofili ve derz dolgu malzemeleri arasında farklıgenleşme (Uzama+kısalma) özellikleri nedeniyle;profil gövdesinde, profil vida tespit noktaları ilederz/dilatasyon/montaj boşluğundaki montaj ve izo-lasyon malzemelerinde kalıcı deformasyonlarınmeydana gelmesi önlenememektedir.

Şekil 1’de şematik olarak gösterilen pvc doğrama ileduvarda meydana gelen termal genleşme olayı karşı-sında, yaz mevsiminde pencere doğraması ile duvarmalzemelerinde meydana gelen birbirlerine karşıtyöndeki genleşme (uzama) kuvvetlerinin gerçekleş-

Resim 2. Mevcut Pencere Montaj Usulü [3]

Resim 3. Yanlış Montajın Sebep Olduğu MalzemeTermal Genleşmesi [3]


Makale


mesine imkan tanıyacak uzama boşluğu bırakılmadı-ğı için pencere doğramasında “kalıcı deformasyon-lar”, duvar ve derz dolgularında “çatlak ve kırılmala-rın” meydana gelmesi, kış şartlarında ise bu duru-mun tersi olarak malzemenin büzüşme (kısalma)periyotunda olması nedeniyle duvarda, derz/dilatas-yon boşluğundaki montaj malzemelerinde, penceredoğramasında ters yönlerde kısalma olayı gerçekleş-tiğinden bu mevsimde derz aralığında sızıntı alanıniteliğinde çatlamalar, açıklıklar oluşması fizikselolarak her zaman mümkün olmaktadır. Bu yüzden,örneğin; yazın montajı yapılan pencerelerde, kışmevsimi süresince duvar ile pencere kasası/doğra-ması arasında gözle görülen açıklıklar oluşması, kışmevsiminde montajı yapılan pencerelerin yaz mevsi-minde kapanma zorluğu göstermesi: Sıcaklık etki-siyle mevsimlik meydana gelen termal genleşmeninortaya çıkardığı bilinen olumsuz sonuçlardır. Tümbu bilimsel ve gözlemsel gerçeklere rağmen, sıcaklıkdeğişiklikleri ile uzama boşluğunun dikkate alınma-dığı “0” boşluklu vidalı montaj usulünde fizik kural-larının görmezden gelindiği düşünülmektedir.

Söz konusu açıklık, çatlak v.b. boşluklar ile penceredoğramasında meydana gelen kalıcı deformasyonaralıklarının herbir mm ölçüsü bina iç ve dış basınçfarkında hava sızıntı alanları oluşturmaları nedeniy-le 5. bölümdeki enerji kaybı hesap sonuçlarındananlaşılacağı üzere önemsenecek boyutta enerji kay-bına sebep oldukları görülecektir.

Başta enerji kaybı olmak üzere pencerelerden kay-

naklanan sorunlar beraberce ele alınıp yarattığısonuçlar sıralandığında: Hesapta olmayan:

• Enerji kaybı,• Sağlık harcamaları,• Onarım bakım masrafları,• Malzeme ve cihaz arızaları, tamir masrafları, yeni

cihaz ve eşya alımları,• Zayıf mukavemetli pencere güvenliği,• Yapı mukavemetinde zayıflatıcı tesir,• Tüketiciyi aldatıcı hareketin oluşması,diye özetlemek sanırım yaşadığımız problemlerlekarşılaştırıldığında yanlış sayılmayacaktır.

Nitekim pencere çevresindeki hava cereyanının ver-diği rahatsızlığın hissedildiği ve konfor şartlarınıbozduğu hatırlanırsa sızıntı alanlarının varlığını,olumsuz sonuçlarını önemsemek ve çözüm yollarınıirdelemek yerinde olacaktır.

3.2. Vidasız / AGPEN Montaj MetoduDevletin kabul etmekte teddüt ettiği ama konuylaalakalı herkesin tercihen kullandığı yaygın olmayanbir pencere montaj metodudur.

Sistemin çalışma prensibi: Deformasyonun önlen-mesi için tüm malzeme genleşme hareketlerinin,dilatasyon kasası üzerinde serbestçe gerçekleşmesi-ne izin veren tasarım özelliğine sahip bir montajmetodudur. Vidasız metotda, öncelikle mimari projeölçülerinde bırakılmış pencere boşluğuna göre hazır-lanmış metal dilatasyon kasasının / (Fonksiyon ola-

Şekil 1. Pencere – Duvar Deformasyon Oluşumu


Makale


rak bilinen adıyla: kör kasa) öncelikle duvara ankas-tre olarak mukavim şekilde (vidalı veya vidasız)sabit tespiti yapılır.

Pvc pencere doğraması “uzama boşluk ölçüsü” dik-kate alınarak bu metodun kendine özel montaj ele-manları olan dilatasyon çıtası ve dilatasyon yata-ğı/Adaptör yatağı sayesinde özel montaj pensesi yar-dımıyla dilatasyon kasasına sıkı geçmeli kenetlenmeşeklinde birleştirilir. Pvc ile duvar arasında uzamaboşluk ölçüsü / genleşme aralığı bırakılmak suretiy-le serbest ve kontrollü genleşme hareketi sağlanır.Profil genleşme hareketini, dilatasyon kasası üzerin-de contalı yatak sayesinde git-gel (uzama-kısalma)şeklinde gerçekleştirir. Bu contalar özel olup, pvcdoğrama ile dilatasyon kasası arasında sızdırmazlığısağlar (Resim.4). Pvc pencere doğramasının monta-

jında profil üzerinde vida v.b. hiçbir tespit malzeme-si kullanılmaz.

Mevcut metotda, duvar, pencere ve montaj malze-melerinden; her bileşenin kendi malzeme özelliğinegöre termal genleşmesinin engellenmesi yerine;vidasız pencere montaj metodunda termal malzemegenleşmesi; tasarım ve montaj usulü ile serbest bıra-kılıp kontrol edilerek (Resim 4 ve Şekil 2’deişareti ile gösterildiği şekilde), duvar ile penceredoğramasını birleştiren dilatasyon kasası üzerindegerçekleştirilir. Pvc profil ile duvar malzemeleri gen-leşme hareket ve kuvvetlerinin uzama-kısalma peri-yotları pvc profil ile dilatasyon kasası birleşim yüze-yindeki epdm conta sayesinde absorbe edilmekte vemalzeme deformasyonunun önlenmesi mümkünolmaktadır. Aynı zamanda hava, su, toz, gürültü v.bolumsuz madde ve rahatsız edici unsurların sızmala-rıda önlenmiş olmaktadır.

4. ÖRNEK TERMAL GENLEŞME HESABIYapı elemanlarının mevsim koşullarında gösterdik-leri davranışları anlatmak ve enerji kaybına sebepolan açıklık boyutu için tuğla duvar malzemesi ilepvc pencere malzemesi arasındaki termal genleşme-ye ilişkin sayısal bir örnek verilmesi faydalı olacak-tır.

Resim 4. Vidasız Montaj Metodu Bileşenleri ve Detayı[3]

Şekil 2. Vidasız Montaj Metot Bileşenleri


Makale


4.1. Pencereler İçin Termal Genleşme HesabıHesap eşitliği:

L∆t = α * ∆t (1)

L∆t = ∆t sıcaklık farkında genleşme (Uzama/kısal-ma) miktarı m.

α = Genleşme katsayısı 10-5 /K m/m∆t = Sıcaklık farkı (∆t1 – ∆t2) °C

Termal genleşme olayına örnek olarak en düşüksıcaklık değerine sahip Kars ili şartları seçildi.

Malzeme yüzey sıcaklığı: Kış şartlarında dış ortamsıcaklığından +1,5 °C, yaz koşullarında; pencerenindoğrudan güneşe maruz kalmadığı kabulü ile dışortam sıcaklığından -5 °C farklı olacağı kabul edile-rek genleşme boyutu hesaplanmıştır. (Oysaki yazkoşullarında, örneğin; pik yük saatinde güney veyabatı yönünde sıcaklığa maruz bir pencerenin dışyüzey sıcaklığının ortam sıcaklığından daima min.10-15 °C fazla olduğu bilinmelidir.)

En düşük sıcaklık değerleri olarak; “TS 2164Kalorifer Tesisatı Projelendirme Kuralları”nda veri-len en düşük dış sıcaklık değerleri. [5]

En yüksek sıcaklık sıcaklık değeri: DevletMeteoroloji İşleri Genel Müdürlüğü Ortalama veEkstren Kıymetler Meteoroloji Bülteni OrtalamaDeğerlerinin esas alındığı Çevre ve Şehircilik(Bayındırlık ve İskan) Bakanlığı “Havalandırma veKlima Tesisatı” kitabında verilen değerlerin kullanıl-ması uygun görülmüştür. [6]

Kars ili en düşük sıcaklık değeri: -27 °C,En yüksek ortalama sıcaklık değeri: 30 °CMalzeme ön sıcaklık değeri olarak genleşme hesap-ları başlangıç referans değeri olan 0 °C alınmıştır.

Tablo 1 değerleri irdelendiğinde, pvc malzeme gen-leşme katsayısı ile tuğla arasında 12 ila 20 kat farkbulunduğu görülecektir. Yani aynı termik koşullardatuğlanın 1 birim genleşmesine karşılık pvc malzeme12-20 birim genleşecektir.Tablonun değerlendirilmesi: 0 °C’de 1 m uzunluğun-daki alüminyum çubuğun 1 °C ısıtıldığında boyca0,0000238 m (0,0238 mm) uzamış olduğudur.

Tablo 2’de verilmiş olan sıcaklık değerleri laboratu-var deney koşullarında olup, gündelik yaşamda yapıelemanları üzerinde bu değerlere ulaşmak her zamanmümkün değildir. Yapılan hesaplarda yaşamsal ger-çeklere yakın olması için laboratuvar değerleri yeri-ne mevsimlik atmosfer koşulları esas alınmıştır.

4.2. Yaz Şartlarında Pencere ve Duvar Malzeme-sinde Genleşme / Uzama

LUZAMA → 1 Birim tuğla = 12 Birim pvc

Fd ≠ Fpvc

Tablo 1. Bazı Yapı Elemanlarının Uzama Katsayıları [7]

Tablo 2. Bazı Yapı Elemanları Yüzeyinde Oluşan Laboratuar Deney Sıcaklık Farkları Δt °C [8]


Makale


Uzama boşluğu bırakılmadığından Fd ve Fpvc kuvvet-lerinin karşılıklı çakışması dolayısıyla pvc doğrama-da şekil bozukluğu meydana gelir.

∆t sıcaklık farkı = (30-5) – 0 = 25 °C {1}

Tuğla duvar genleşme miktarı 1m. Duvar için

GenleşmeTUĞLA (Uzama) = 0,58 *10-5 * 25 * 1 = 0,000145 m/m = 0,145 mm/m {2}

PVC genleşme miktarı 1m. pvc için

GenleşmePVC(Uzama) = 7 *10-5 * 25 * 1= 0,00175 m /m = 1,75 mm / m {3}

Yaz şartlarındaki uzama miktarlarına göre teorik ola-rak her bir metre pvc pencere doğramasında 1,75mm, bunun karşılığında duvar malzemesinde 0,145mm uzamaya sebep olan karşıt yöndeki uzama kuv-vetinin Resim 3 örneğinde görüldüğü gibi önlene-mez fiziksel bir doğa kanunu olarak gözle görülme-se dahi mutlaka gerçekleşeceği ve kuvvetlerin çakış-masının pvc profile deformasyon şeklinde yansıya-cağı bilinmelidir.

4.3. Kış Şartlarında Pencere ve Duvar Malzeme-sinde Genleşme / Kısalma-Büzüşme

∆T sıcaklık farkı = 0 – (-27+1,5 ) = 25,5 °C {4}

Tuğla duvar genleşme miktarı 1 m duvar için;

GenleşmeTUĞLA(kısalma) = 0,58 *10-5 * 25,5 *1 = 0,0001479 m /m = 0,1479 mm / m {5}

PVC genleşme miktarı 1 m pvc için;

GenleşmePVC(kısalma) = 7 *10-5 * 25,5 *1 = 0,001785 m /m = 1,785 mm / m {6}

Kış şartlarında duvar ve pencere malzemesi, zıt yön-lerde ayrı ayrı büzüşme hareketi sürecinde oldukla-rından bu mevsimde pencere ile duvar arasında; ikiyapı bileşeninin meydana getirdiği toplam kısal-ma/büzüşme boyutu ölçüsünde hesapta olmayanboşlukların meydana gelme olasılığı mevcuttur.

Σ L∆t Toplam Genleşme = Tuğla Duvar GenleşmeDeğeri + PVC Genleşme Değeri (2)

Toplam Genleşme (Kısalma) = KısalmaTUĞLA +KısalmaPVC =0,1479+1,785 =1,9329 mm / m {7}

4.4. Kış Şartlarında Kısalma / Büzüşme SonucuOluşan Açıklıktan Sızan Hava Miktarı

Deformasyon sonucunda oluşan açıklık, yarık veyaçatlaklar pencere ve duvar birleşim yerlerinde havagiriş ve çıkışına sebep olan sızıntı alanları meydanagetirirler. İç ve dış ortam sıcaklığının farklılığındandolayı oluşan iç ve dış basınç farkı bu sızıntı alanla-rından hava giriş ve çıkışına sebep olur.

Bahsedilen bu sızıntı alan ölçü birimlerinin küçükboyutlarda olduklarına aldanıp, sızdırdıkları havanınmiktarının küçümsenmemesi gerekir. Zira, hesaplan-mış olan, kış koşullarındaki duvar ve pencerenin teo-rik toplam büzüşme/kısalma hareketi sonucundameydana gelen 1,93 mm’lik açıklık/yarıktan sızanhava miktarının hesap sonuçları irdelendiğinde gör-mezden gelinecek seviyede olmadığı görülecektir.

4.4.1. Kış şartları Hava Sızıntısı Hesap VerileriHava sızıntı debisi hesabında; akışkanlar dinamiğiBernoulli prensibi ve eşitliği esas alınarak; bernoullieşitliğindeki:

W12 δ w2

2 δp1 + ——— = p2 + ——— (3)

2 2

Şekil 3. Yaz Şartlarında Uzama

Şekil 4. Kış Şartlarında Uzama


Makale


w1 = 0w2 = w

w (hız) parametresi basınç cinsinden, w2=w= 2∆p/δm3/s bulunur. (4)

Akış debisi için:

V = A * w

Genel akış debisi eşitliğine uyarlandığında:V= A * 2∆p/δ m3/s eşitliği elde edilir (5)

V = Sızıntı hava debisi m3/sA = Sızıntı alanı m2

w = hız m/sδ = Yoğunluk 1,2 kg/m3

Gerçek akış miktarı, teorik olarak ışın daralması vediğer sapmalar (kayıplar) yüzünden uyuşmaz. Bunedenle “akış katsayısı” “α”nın kullanılması ile busapmalar hesaba katılır ve gerçek debi akımı [9] için:

V = A * α * 1,29 * ∆p m3/s eşitliği bulunur. (6)

Ancak, doğrudan bu eşitliğin kullanılması yerine,tasarımda aynı prensiplerin geçerli olduğu yangınönlemleri “duman kontrol yönteminde; kaçış yolları-nın basınçlandırılarak kontrol edilmesi” uygulama-sında uluslararası kabul gören Bernoulli eşitliğininküçük basınç farklarında açıklıklardan hava akışıiçin akış katsayısı adapte edilmiş hali olan, BS5588/4 (British Standart) eşitliği esas alınarak kulla-nılması uygun bulunmuştur. [10]

BS Standardı’na göre açıklıklardan hava akış debisieşitliği: V = 0.83 * A * P1/N m3/s (7)

V= Sızıntı hava debisi m3/s, 1 m uzunluktaki pence-re çevresinden 1 saniyedeki sızıntı miktarı.

A = Sızıntı alanı m2 1 m pencere çevresindeki sızın-tı alanı.

P = 9.81 Pa İç-dış basınç farkı (TS 2164)δ = 1.2 kg/m3 Havanın yoğunluğu (sabit ka-

bul edilmiştir)0.83=Açıklık direnç katsayısı Boyutsuz(BS 5588/4)N=1,6 Pencereler için akış üssü Boyutsuz(BS 5588/4)

4.4.2. Hava Debisi Hesabı

A= (1,93 mm /1000) m * 1 m = 0,00193 m2 {8}

V= 0,83 * 0,00193 * 9,8 1/1,6 = 0,00667 m3/s {9}

V = 0,00667 * 3600 = 24,01 m3/h m {10}

Hesap sonucundan da anlaşıldığı gibi çok küçükboyutta kabul edilen yapı bileşenleri açıklığındansızan hava hiçte ihmal edilecek bir miktarda değildir.İşlem sonucu 1,93 mm sızıntı genişliğine sahip birmetre pencere çevresinden sızan hava miktarı 24m3/saat olmasına rağmen “TS 2164 KaloriferTesisatı Projelendirme Kuralları”nda “sızdırmazlığıgarantilenmiş tek ve çift camlı plastik pencereler”inbeher metre çevre uzunluğu için müsaade edilensızıntı hava miktarı 2 m3/hm verilmektedir. İki havasızıntı miktarı karşılaştırıldığında olayın vehametinigörmek mümkün olacaktır.

5. ENERJİ KAYBI HESABI5.1. Pencerelerden Isı Kaybı Türleri“TS 2164 Kalorifer Tesisatı Projelendirme Hesap-ları” Standardı’na göre üç türlü pencere ısı kaybıhesaplanmaktadır.

1. Pencere alanından iletim yoluyla geçen ısı kaybı,2. Pencere ve kapıların açılabilen kısımlarından

infiltrasyon/fuga (sızma) yoluyla geçen ısı kaybı3. Kapı ve pencerelerin çok sık aralıklarla açılıp

kapanmasından meydana gelen havalandırmayoluyla meydana gelen ısı kaybı.

Bahsedilen 3 yolla meydana gelen ısı/enerji kaybıTS 2164 Kalorifer Tesisatı Projelendirme KurallarıStandardı’nda dikkate alınmış ve mühendislikhesaplarına dahil edilmiştir.

4. Dördüncü pencere ısı kaybı olarak: yazımız konu-su, mevcut montaj tekniğine göre önlenemediğiiçin görmezden gelinen ve ısı kaybı hesaplarınadahil edilmeyen derz/montaj aralığından ilerigelen ısı kaybı.

Bahsedilen bu ısı kaybı aslında bir havalandırma ısı


Makale


kaybıdır. Prensipleri infiltrasyon (Fuga) havalandır-ması kurallarına göre gerçekleşir ve hesap edilir.Kışın ısıtılan iç ortamın sıcaklığı dışarıdan yüksekolduğu için, sıcak ve soğuk havanın farklı yoğunlu-ğu nedeniyle duvarların alt taraflarında alçak basınç,üst seviyelere çıkıldıkça artan bir yüksek basınçdağılımı meydana gelir. Öyle ki kış aylarında rüzgar-sız durumlarda bile altlardaki çatlak, yarık ve boş-luklardan soğuk hava girer, üstlerden sıcak havaçıkar. Bu tür havalandırma olayının koşulu; iç dışsıcaklık farkları ile binanın rüzgar altı ve rüzgar üstütarafları arasındaki rüzgar birikimi nedeniyle ortayaçıkan iç ve dış basınç farkıdır.

Bu boşluk alanlarından, farkında olunmayan veyagörmezden gelinen hava sızıntısı nedeniyle meydanagelen enerji kaybının sebep olduğu minumumdüzeydeki maliyeti TS 2164 hesap metodu verileriy-le ortaya koymak sanırım işin ciddiyet ve vehameti-ni ortaya koyacaktır.

5.2. Hesap VerileriTS 2164’e göre ısı kaybı hesaplarında, infiltrasyonkapsamında sadece pencere ve kapıların açılabilenkısımlarının çevre uzunluklarından (Fuga uzunluğu)sızan havanın sebep olduğu ısı kayıpları esas alın-makta, pencere duvar arası derz/dilatasyon boşluğuve deformasyonların sebep olduğu enerji kaybı mik-tarları dikkate alınmamaktadır. Daha doğrusu yokkabul edilmektedir.

Halbuki, hesaplara dahil edilmeyen, söz konusu buhava sızmasının TS 2164 Standartında verilen değe-rin 12 katı olduğu görülmüştü.

Açıklanmaya çalışılan gizli enerji kaybının hesabın-da; “TS 825 Isı Yalıtım Kuralları” ile “TS 2164Kalorifer Tesisatı Projelendirme Kuralları” hesapyöntemleri ve verileri esas alınmış, sızıntı alanı ola-rak; en az miktarı göstereceği düşüncesiyle birimolarak “1 mm genişliğinde 1 muzunluğunda pencere derz aralığın-daki açıklıktan” sızan hava kaçağıhesabı örnek olarak verilmiştir.

Hesap verilerinde en düşük dış

sıcaklık derecesi kabulünde: TS 825 Derece GünBölgeleri’ne göre belirlenen dört bölgeden; her iklimbölgesine sahip örnek illerin en düşük dış sıcaklıkdeğeri yerine:

Bölgenin 6 aylık ısıtma sezonu dikkate alınarakkasım, aralık, ocak, şubat, mart, nisan aylarının orta-lama sıcaklıklarının toplamının ortalama değerleriesas alınmıştır.

Sızıntı hava debisi hesap eşitliği olarak TS 2164infiltrasyon hesap eşitliği olan:

Q =(a * L) * R * H * (Tiç – Tdış) * Z eşitliği kullanıl-mıştır. (8)

Q = K cal/h Hava sızıntısı ısı gereksinmesia = m3 /h m Birim aralık sızdırganlığıL = 1 m kabul edildi Sızıntı aralık çevre uzunluğuR = 0,9 Oda özelliği katsayısı

(Çizelge 8) [5]H = 1,13 Bina katsayısı rüzgarlı

serbest bölge (Çizelge 10) [5]Z = 1 Köşe artırım katsayısı

(Başlık 0.2.3.1) [5]Tiç = 20 °C Sabit Kabul edildi.

Enerji birimi olarak, TS 2164 Standartı esas alınarakKcal kullanılmıştır. Yakıt türü olarak doğal gaz, kul-lanılmış olup, karşılığında TEP (Ton Eşdeğer Petrol)karşılıkları ortaya konulmuştur.

Tdış = TS 825 EK B.2 Tablo esas alınarak Kasım-Nisan arası 6 aylık ısıtma sezonu için ayların endüşük ortalama sıcaklık değerlerinin 6 aylık ortala-ması hesap edilmiştir.

5.3. Birim Deformasyon Aralığından Sızan Hava-nın Debisi

Birim kabul edilen “1m * 0,001m.” (1m*1mm) pen-

Tablo 3. Bölgelere Göre 6 Aylık Ortalama Sıcaklık Değerleri TS 825 [11].


Makale


cere deformasyon aralığından 10 Pa iç dış basınç far-kında sızan hava debisi:

V= 0.83 * A * P1/N

A= (1 mm /1000) m * 1 m = 0,001 m2 {11}V= 0,83 * 0,001 * 9,81/ 1,6 = 0,00345 m3/s {12}V = 0,00345 *3600 = 12,4 m3/h {13}

5.4. Birim Deformasyon Aralığından Sızan Hava-nın Enerji Kaybı

Q = (a * L ) * R * H * (Tiç – Tdış) * Z TS 2164İnfiltrasyon hesap eşitliği

I. BölgeQ = (12,4*1)* 0,9*1,13 (20 -11,8)*1= 103,408 kcal/h * 24 = 2482 kcal/gün {14}

II. BölgeQ = (12,4*1)* 0,9*1,13 (20 - 6,6)*1= 168,98 kcal/h * 24 = 4056 kcal/gün {15}

III. BölgeQ = (12,4*1)* 0,9*1,13 (20 – 3,48)*1= 208,33 kcal/h * 24 = 5000 kcal/gün {16}

IV. BölgeQ = (12,4*1)* 0,9*1,13 (20 – 0,26)*1= 244,65 kcal/h * 24 = 5872 kcal/gün {17}

5.5. Doğal Gaz Tüketim Miktarı1 m3 doğal gaz alt ısıl değeri 8250 kcal, üst ısıl değe-ri 9155 kcal,

Ortalama ısıl değer = (8250+9155 )/2=8702,5 kcal {18}

I. Bölge2482 / 8702,5 = 0,285 m3/gün0,285 * 30 = 8,55 m3/ay8,55 * 6 = 51,33 m3/sezon {19}

II. Bölge4056 / 8702,5 = 0,466 m3/gün0,466 * 30 = 13,98 m3/ay13,98 * 6 = 83,89 m3/sezon {20}

III. Bölge5000 / 8702,5 = 0,575 m3/gün0,575 * 30 = 17,24 m3/ay17,24 * 6 = 103,42 m3/sezon {21}

IV. Bölge5872 / 8702,5 = 0,675 m3/gün0,675 * 30 = 20,24 m3/ay20,24 * 6 = 121,45 m3/sezon {22}

5.6. Kış Sezonu Süresince 6 Aylık IsınmaPeriyotundaki Pencere–Duvar ArasındakiSızıntı Havasından İleri Gelen Enerji KaybıKarşılığı 6 Aylık TEP (Ton Eşdeğer Petrol)Değerleri

Ülke ortalaması için 0,084 TEP, 2000 yılı TÜİK ista-tistik verilerine göre yaklaşık 17500000 hane [12]sayısı dikkate alındığında herbir hanenin bir konutvarsayıldığı ve konut dışı yapılarda dahil edildiğizaman 2013 yılında toplam yapı stokunun 20000000adet olduğu kabulü ile toplam yapı stokunda “1 mmgenişliğinde, 1 m uzunluğunda” meydana gelen pen-cere genleşme ve deformasyon boşluklarından sızanhavanın sebep olduğu ısı kaybının enerjinin boyutu:

0,084 * 20000000 = 1680000 Ton petrol/yıl {27}

Tablo 4. Bölgelere Göre Enerji Kaybının TEP Karşılığı [1]

Dönüştürme Katsayısı 0,825 olarak uygulanmıştır.


Makale


1680000 * 1000/159 = 10566037 Varil petrol/yıl {28}

84 kg/sezon-daire petrol {29}

168 kg/yıl daire petrol {30}

Türkiyenin yıllık petrol üretimi: 2400000 Ton [1]

Yıllık üretime oranı: 1680000/2400000=0,7=%70 {31}

Normal bir dairede en az 6 adet pencere olduğu, bazıderz çatlak ve açıklıklarından neredeyse gün ışığıgörüldüğü dikkate alınırsa deformasyonların yolaçtığı gerçek enerji kaybı miktarının ciddiyeti anlaşı-lacaktır.

SONUÇHesapta olmayan ve pencerelerde bilinen vidalı mon-taj tekniği ile önlenemediği için görmezden gelinenpvc doğrama deformasyonu ile dilatasyon boşluk veyalıtımlarında çatlak ve açıklıkların neden olduğuboşa harcanan kayıp enerji miktarının; gerçek miktarolarak toplam yapı stoku içinde değerlendirilerek ulu-sal ekonomi açısından irdelenmesi, yakıt ve parasaldeğerlerinin dikkate alınması kamu menfatinin korun-ması için zorunlu olduğu düşünülmektedir.

Söz konusu bu deformasyon alanlarından sadeceenerji kaybı ile yetinilirse sorun eksik değerlendiril-miş olur. Zira Giriş Bölümünde bahsedildiği üzere,enerji kaybının yanı sıra hijyen sağlık ve çevre şart-larının bozulması, yapı güvenliğinin zayıflaması iletüm olumsuzluklar topluca değerlendirildiğindetüketici hakları açısından ehemmiyeti ile yol açtığıparasal değerler ortaya çıkmaktadır.

Deformasyon aralıklarından içeriye sızan suya dışa-rıdan gelen toz, toprak ve çeşitli partiküllerin katıl-ması ile nemli ve küflü ortamda yaşayan mantar,bakteri v.b. çeşitli mikroorganizmaların üremesi veçoğalmasına uygun ortam oluşması hijyen ve sağlıkkoşullarının bozulma riskini daha da arttırmaktır.Böylesi bir iç mekanda hijyen şartlarına uygun iste-nilen iç hava kalitesinin sağlanamayacağı herkesçebilinmektedir. İnsan sağlığına yaptığı zarara ilaveolarak özellikle elektronik cihazların bulunduğuortamlarda rutubetli ve küflü havanın bu cihazlarabüyük zarar vermesi her zaman olasıdır. Deformas-yonlarının sebep olduğu, duvar, döşeme ve tavanlar-

da meydana gelen sıva, boya, tamir, onarım ve yeni-leme masrafları da unutulmamalıdır.

Açıklıklardan duvar ve beton donatı içerisine sızansuyun donması halinde, buzun hacimsel genleşmeözelliği nedeniyle duvar ve beton donatılarda yarıl-ma ve patlamalara neden olması sebebiyle yapımukavemetinin zayıflama olasılığı hatırdan çıkartıl-mamalıdır. Yine bu deformasyon açıklıklarının yan-gın emniyeti, duman sızıntısı ve gürültüye karşıkoruma eksikliği yaratacağı aşikârdır.

Mevcut montaj metodunun esaslarını meydana geti-ren RAL kaidelerine göre pvc pencere profilinin 50yıl, Binalarda enerji Performansı Yönetmeliğinegöre “enerji performansı kimlik belgesinin” 10 yıl,pencere garanti belgesi 2 yıl, pencere ve montaj izo-lasyonlarının (sizdırmazlık contası) garanti süresi isesadece 6 ay’dır. Pencere bileşenlerinin kendi arala-rında birbirleriyle uyuşmayan garanti süreleri dikkat-le incelendiğinde; pencerenin “enerji, hijyen sağlıkçevre” verimliliği doğrudan izolasyon garantisinebağlı olduğundan sadece 2 yıllık teorik bir garantiyesahip olduğu anlaşılmaktadır. Halbuki duvar-pencerebileşenlerinin fiziksel genleşme özelliğine sahipolmaları sebebiyle pencere yapıya takıldığı andan iti-baren montaj usulünün fizik ve mühendislik kuralla-rına aykırılığı nedeniyle deformasyon başlar. Budurumda, deformasyona uğramış pencere-duvarkonstrüksiyonunda “enerji, hijyen sağlık çevre, yan-gın emniyeti, gürültüye karşı koruma” kriterlerinisağlamanın imkansızlığı nedeniyle “50 yıllık pvcprofil” garantisinin herhangi bir anlamı olmayacak-tır. Bu durumda pencerenin yasal olarak kendisindenbeklenen fonksiyonlarını eksik gerçekleştirmesiolduğundan “tüketici mağduriyetinin” söz konusuolması gündeme gelecektir.

Başta enerji kaybı olmak üzere ek maliyetlere sebepsayılan tüm bu olumsuzlukların nedeni pencere doğ-raması ve derz boşluğunda meydana gelen defor-masyon aralıklarıdır. Pencerelerde deformasyonsorunları olduğu herkesçe bilinmektedir. Zira kişiselolarak zaten her gün yaşayıp şahit oluyoruz. Ancak,işin acı tarafı bunun ilgili taraflarınca irdelenmedendoğal kabul edilip geçiştirilmesidir.


Makale


Enerji kaybının geçiştirilecek düzeyde olmadığıhatırlandığında, önlemlerinin alınması da zorunluolmaktadır.

Öncelikle, Ulusal bütçeye büyük zararlar açan, kay-nak israfına sebep olan bilime aykırı ve tüketici hak-ları mağduriyetine sebep veren montaj metodundanvazgeçilmesi atılması gereken ilk adım olarak, deva-mında yasal düzenleme çalışmalarının başlatılmasıile mevzuat boşluklarının giderilmesi düşünülmekte-dir.

Yazı kapsamında, teknik ve uygulama esaslarına iliş-kin detaylı açıklamalar verilerek mühendislik bilimiçerçevesinde irdelenmesi için kamuoyunun bilgisinesunulmaktadır.

Konunun tüm taraflarca dikkate alınması halinde sözkonusu zararların önlenmesiyle hem ulusal ekonomi-ye, hem de teknik hizmetlere katkı yapılacağı düşü-nülmektedir.

KAYNAKLAR[1] Enerji ve Tabii Kaynaklar Bakanlığı Enerji Ta-

sarrufu Tanıtımı.[2] Muzaffer Tamer: Pencere İmalatı.[3] Agpen Arşivi.[4] Fıratpen pencere montajı.[5] TS 2164 Kalorifer Tesisatı Projelendirme

Kuralları.[6] Havalandırma ve Klima Tesisatı (Bayındırlık ve

İskan Bakanlığı) Tablo. 6.[7] Recknagel, Sprenger, Schramek TTMD Isıtma +

Klima Tekniği Tablo 1.3.1-15.[8] ISO 6589-1983 (TS 8275) Binalarda Dış Duvar

Dilatasyonlarının Hava Geçirgenliğinin Tayiniİçin Laboratuar Deney Metodu.

[9] Recknagel, Sprenger, Schramek TTMD Isıtma +Klima Tekniği Bölüm 1.4.2

[10] BS 5584/4 Smoke Control in Protected EscapeRoutes Using Pressurization.

[11] TS 825 Isı Yalıtım Kuralları.[12] TÜİK 2000 Yılı İstatistikleri.


Derz/Montaj Celalittin KIRBAŞ Kaybı - mmo.org.tr · Pencere-Duvar Derz/Montaj Kaybı 12 Tesisat...

Documents

Transcript of Derz/Montaj Celalittin KIRBAŞ Kaybı - mmo.org.tr · Pencere-Duvar Derz/Montaj Kaybı 12 Tesisat...