ENERJİ TASARRUFUNDA YALITIMIN ROLÜ

Nüfus artışına paralel olarak artan enerji kullanımı, mevcut enerji kaynaklarının hızla tükenmesine ve dünyayı tehdit eder hale gelmesine neden olmaktadır. Türkiye’de bina yalıtımında ısıtma ve soğutma için tüketilen enerji miktarı, toplamda tüketilen enerji miktarının %37’sini oluşturur. Bu denli bir enerji kullanımı yüksek bir rakam olup, ısınma ve soğutma konusunda önlem alınması gerektiği gerçeğini ortaya koymaktadır.

Türkiye sınırlı yerli enerji kaynakları nedeniyle, enerji ihtiyacının yaklaşık %75’ini ithal etmektedir. Mevcut durum ülkemizde enerji tasarrufunu ve var olan enerjinin verimli kullanılmasını zorunlu hale getirmektedir.

Enerjinin israf edilmeden verimli bir şekilde kullanılmasında yalıtımın önemi büyüktür. Isı yalıtımının uygulandığı yerlere bağlı olarak, % 85 oranında enerji tasarrufunun sağlandığı tespit edilmiştir. Bu sebepten binalarda ya da yapılarda ısı yalıtımı yapmak ülkemiz için son derece önemlidir. Binalarda ısı yalıtımı; başlıca enerji tasarrufu sağlamak, hava kirliliğini azaltmak, rahat ve konforlu yaşam ortamının sağlanması, ısı kayıplarının yol açtığı olumsuzlukları ortadan kaldırmak için yapılmaktadır. Binalarda ısı kayıpları ile ilgili standartlarda ısı kayıplarının olması gereken değerleri belirlenmiş, bu değerlere uymak yasal zorunluluk oluşturulmuştur. Bu nedenle ısı yalıtımında ekonomi ve çevre ilişkisinin ortaya konulması, rasyonel çözümlere ulaşabilmek açısından önemlidir.

Duvar malzemesi ve beton, bina yapılarında en sık kullanılan ayrıca ekonomik bir yapı malzemesi olup, bina sektöründe çelik, ahşap, plastik dahil olmak üzere, tüm diğer yapı malzemelerinin toplam iki katı kadar kullanılmaktadır. Isı kaybının en fazla olduğu yerler beton kiriş ve duvarlardır. Bu yapıların ısıl özelliklerini iyileştirerek, binaların enerji tüketimini en aza indirmek gerekmektedir.

Yapılarda Uygulanan

Yalıtım Si̇stemleri̇

Yapıların iç ve dış etkilerden korunabilmesi ancak yalıtımla mümkün olabilmektedir.

Isı bir ortamdan diğer bir ortama üç şekilde yayılabilir: İletim yoluyla, Taşınım yoluyla ve Işınım yoluyla; Sonuç olarak, bir yapıda veya konutta ısı yalıtımının tam olarak sağlanabilmesi için bu üç şekildeki yayılmaya karşı önlem getirilmesi gerekmektedir.

YALITIM TÜRLERİ

Yalıtım türleri ısı, ses, su ve yangın yalıtımı olarak 4 gruba ayrılır. Enerji tasarrufu ile ısı yalıtımı ön plana çıkmıştır.

Yangın yalıtımı

Yangın, yanmanın kontrolsüz bir şekilde ortaya çıkmasıdır. Yangının oluşması için yangın üçgeni olarak adlandırılan üç unsurun olması gerekir. Bunlar yanıcı madde, oksijen ve ısı kaynağıdır.

Yangın, yapılar için yıkıcı bir etkiye sahiptir. Yangının meydana geldiği yapının içerisinde, kısa sürede çok yüksek değerlere ulaşan sıcaklık, zeminden tavana doğru artış gösterir. Tavanda sıcaklık yaklaşık 1000°C ‘ye çıkar. 500°C üstünde betonarme malzemelerin mukavemeti üçte bir oranında azaldığından tavanda çökme riski oluşturur.  Bu durum özellikle itfaiyecilerin can güvenliği açısından da büyük bir tehlike yaratır.

Yangın yalıtımı yangının çabuk yayılmasını önleyerek insanlara hem canını kurtarma olanağı verir hem de yangının söndürülmesi için zaman yaratır.

Yalıtım malzemesinin yüksek sıcaklıkları önleyebilmesi için ısıl özelliklerinin yüksek olması ile birlikte üretildiği malzemelerin de bu sıcaklıklarda tutuşmaması gerekmektedir. Şekilde verilen örnekte betonun tutuşmamasına rağmen sıcaklığı ilettiği, poliüretanın ise sıcaklığı iletmemesine rağmen 80 °C üzerinde tutuşmaya başladığı belirtilmektedir.

Duman ve Toksik Gaz Oluşumu

Yangınlarda can kayıplarının önemli bölümü, yanma sırasında ortaya çıkan dumandan ve bu dumanın içindeki gazlardan kaynaklanır. Dumanın içinde yüksek oranda karbondioksit vardır. Karbondioksit solunduğunda kana karışarak insanı zehirler. Belirli bir süre karbondioksit soluyan insanlar hayatını kaybedecektir. Poliüretan esaslı malzemeler ısıl bozulma ve yanmaya karşı dirençleri düşük malzemelerdir. Bunun yanında en çok kullanılan yalıtım malzemesi olan strafor (EPS) da duman salınımı ve ateş yayılma hızını arttırarak, yangına maruz kalanların görüş alanını daraltıp dışarı çıkmalarını zorlaştırır.

Binalarda Uygulanan Yalıtım Malzemeleri

Cam yünü; İnorganik hammadde olan silis kumunun 1400 °C’de ergitilerek çapları 3-5 mikron boyutunda olan ince elyaf haline getirilmesi sonucu elde edilmektedir.

Taş yünü; Bazalt veya diabez taşının 1600 °C gibi yüksek sıcaklıklarda ergitilerek elyaf haline getirilmesi ile elde edilen bir ısı yalıtım malzemesidir. Rengi koyu gri renkli olup şiltelerin özellikleri şekillerine bağlı olarak değişmektedir.

Poliüretan; İzosiyanat bileşiğin alkol ile reaksiyonu sonucu alkolün hidrojen atomu izosiyanata kayarak poliüretan elde edilir. Genellikle levha halinde bulunmakla birlikte, prefabrik boru gibi sekil verilmiş formlarda da bulunabilirler. Poliüretan sarı renktedir.

Genleştirilmiş polistren (EPS) ve ekstrude polistren (XPS); Polistiren taneciklerinin şişirilmesi ve birbirine kaynaşması ile elde edilen EPS ürünlerde, taneciklerin şişirilmesi ve köpük elde edilmesi için kullanılan şişirici gaz ‘Pentan’dır.

Üretiminin kolaylığı ve kullanım avantajlarından dolayı hem Türkiye’de hem de dünyada çoğunlukla kullanılan; Poliüretan, EPS ve XPS gibi organik bazlı ürünler, ısıya maruz kaldığında şekilde bozulma ve yanma eğilimi göstermektedir. Bu durum malzemenin kullanımında sınırlamalara yol açmaktadır.

Binalarda uygulanacak yalıtım malzemesi, sağlayacağı ekonomik faydanın yanı sıra çevre kirliliğine etkisi ve binanın yangın yalıtımına katkısı gibi hususlarda dikkate alınarak seçilmelidir. Bununla birlikte ülkemizde yaygın olarak kullanılan çoğunluğu petrol ürünü ve yanıcı olan strafor (EPS), cam yünü ve poliüretan gibi yalıtım ürünlerine muadil olabilecek ve ülkemizin kaynakları kullanılarak elde edilecek ürünlere ihtiyaç duyulmaktadır.

Bor Katkılı Isı Yalıtımı

Batman Üniversitesi Makine Mühendisliği Laboratuvarlarımızda beş yıllık bir çalışmanın sonucunda bor madeni ve yerli ham maddelerden “Yanmaz İzolasyon Malzemesi” ürettik.

Dünyanın en zengin bor kaynağına (%72,3) sahip olan ülkemiz dünya toplam bor üretiminin % 35’ini karşılarken dünya pazarının da %37’sine hakim durumdadır. Ürettiğimiz malzeme, 1000°C ‘ye ulaşan sıcaklık ölçümlerinde bile herhangi bir deformasyona, yanmaya, gaz çıkarmaya uğramamakta ve ısıyı geçirmemektedir. 1000°C üzerindeki sıcaklıklar için de çalışmalarımız devam etmektedir. Yalıtım malzemesinin öncelikle inşaat sektöründe olmak üzere, ilerleyen aşamada otomotiv ve havacılık sektörüyle yapacağımız çalışmalarla birlikte seri üretime geçmeyi hedefliyoruz.

Günümüz inşaat sektöründe petrol türevlerinden elde edilen ısıl izolasyon malzemeleri yaygın olarak kullanılmakta ancak bu, küresel ısınma ile birlikte artan yangın afetlerinden kaynaklanan can ve mal kayıplarına sebep olmaktadır. Yanmayan, duman ve zehirli gaz çıkarmayan bir malzeme üretimini hedefledik bunu da bor maddesini kullanarak başardık. Ürünün tüm AR-GE çalışmalarını üniversitemizin laboratuvarında yürüttük ve Isı-ses izolasyonunda da çok yüksek hedeflere ulaştık.

Isı yalıtım malzemeleri üzerinde yapılan testlerin sonucunda malzeme karışımlarında bor kullanımının; yalıtım malzemelerinin dayanımlarını ve özgül ısılarını arttırmakta; ses geçiş hızlarını, şekil bozulma ve rötre değerlerini azaltmakta; yanmazlık testi sırasında yüzeyin aşınması ve malzemenin erimesini engellemekte olduğu tespit edilmiştir. Tüm bu özellikleri sağlayan bor malzemesinin yalıtım malzemesi üretiminde kullanımının ülkemiz ekonomisine çok büyük katkılar sağlayacağı öngörülmektedir. Ses ve yangın izolasyonunu bir arada sağlamak ülke ekonomisine büyük katkı sağlayacaktır.

Batman Üniversitesi

Mühendislik-Mimarlık Fakültesi

Dr. Öğr. Üyesi Hasan Oktay