Malzeme Özellikler

Yapı elemanları kendilerini meydana getiren malzemelerin su ve su buharı ile ilgili özellikleri ve çeĢitli etkiler sebebiyle, su, buz ve su buharı içerebilmektedir. Bir

yapı elemanının veya malzemesinin nemliliği o anda içinde bulundurduğu su miktarı ile belirtilir. Bu nemlilik yapı malzemelerinin su ve su buharına ait özelliklerine bağlıdır.

Yapı malzemeleri normal iklim Ģartlarında belirli oranlarda nem içermektedir. Bu duruma doğal nemlilik denir. Yapıların doğal nemliliğine sebep olan etkenler öncelikle 0,1 mm‘den küçük mikro gözeneklerdir. Çevredeki nem artarsa malzemenin nemi de artar, azalırsa malzemenin nemi de azalır. Malzeme yoğunluğu arttıkça gözenek toplam hacmi azalacağından bünyesine nüfuz eden nem miktarı da azalacaktır.

Malzeme nemliliğinin bazı malzeme özelliklerini değiĢime uğratması nedeniyle önemli yapısal sorunlara yol açtığı bilinmektedir. Özellikle, buhar difüzyonu sonucu oluĢan malzeme nemliliği, malzemelerin ısı iletkenlik katsayıları ve buhar geçirgenlik özelliklerinde meydana gelen artıĢlar ve bozulmalar sonucu, yapı kabuğunun performansını olumsuz yönde etkilemektedir.

Yapı kabuğu bünyesindeki nem, duvarı oluĢturan malzemelerin özelliklerinden, öncelikle gözenek büyüklüğü, tipi ve biçimi ile çevresel etkenlere bağlı olarak farklı Ģekillerde taĢınmaktadır. En etkili nem taĢıma biçimi buhar difüzyonudur. Ayrıca nem, malzeme özelliklerine ve çevre koĢullarına bağlı olarak, kabuğu oluĢturan malzemelerin bünyesinde, adsorpsiyon ve kılcallık kuvvetleri ile depolanmakta veya serbest su olarak birikmektedir (Altun, 1997).

Adsorpsiyon; Su moleküllerinin, malzeme gözeneklerinin yüzeyinde, ‗Van der Waals‘ kuvvetleri nedeniyle birikmesidir. Bu Ģekilde adsorbe edilen nemin miktarı ile havanın belirli sıcaklıktaki bağıl nem oranı ile doğrudan iliĢkilidir. Adsorbe edilen nem miktarı, malzeme gözeneklerinin alanı ile biriken su tabakasının kalınlığına bağlıdır (Altun, 1997).

Isıl Geçirgenlik Katsayısı (U değeri): ÇeĢitli kalınlıklardaki katmanlardan

oluĢan yapı bileĢeninin 1m2_{sinden, 1°C sıcaklık farkı bulunması durumunda saatte kJ}

Isıl iletkenlik katsayısı (): Homojen bir malzemenin, birbirine paralel iki

yüzeyi arasında 1 m mesafe ve 1K sıcaklık farkı olduğu durumda, birim zamanda, birim alandan ısı iletimi ile geçen ısı miktarıdır. Birimi W/mK dır. Malzeme nemliliği ve sıcaklığa bağlı olarak değiĢmektedir. Duvar içerisindeki sıcaklık dağılımını, dolayısıyla kısmi buhar basınç değerlerini etkilemektedir.

Özgül Isı (c): Bir malzemenin 1 kg.ının sıcaklığını 1K yükseltebilmek için gerekli ısı miktarıdır. Malzemeler özgül ısısı sıcaklığa bağlı olarak değiĢim göstermektedir. Birimi Wh/kg°C ve J/kg°C dır. Duvar içerisindeki sıcaklık dağılımını, dolayısıyla kısmi buhar basınç değerlerini etkilemesi nedeniyle buhar difüzyonunu etkileyen bir etmendir (Altun, 1997).

Özgül nemlilik (Ö): ĠnĢaat sırasında yapı malzemesinin bünyesine giren sudan doğan nemliliktir. Bu nemlik yapı elemanlarının meydana getiriliĢi sırasında özellikle katılan su (konstrüksiyon suyu) ile dıĢ etkiler sonucu (yağmur, kar vb.) katılan sudan oluĢur.

Buhar Difüzyon Direnç Faktörü ( değeri): Bir malzemenin buhar difüzyon

direncinin aynı kalınlık ve Ģartlardaki hava tabakasından kaç kat büyük olduğunu gösteren değere difüzyon direnç faktörü  değeri de denilmektedir, birimsizdir. Difüzyon direnç faktörü, malzeme nemliliği, sıcaklık ve barometrik basınca bağlı olarak değiĢmektedir.

Su Buharı Difüzyonu EĢ Değer Hava Tabakası Kalınlığı (Sd): Bulunması gereken malzeme tabakasındaki ile aynı buhar basıncı dayanımına sahip hareketsiz hava tabakasının kalınlığıdır. Bir yapı malzemesi tabakasının, su buharı difüzyonu eĢ değer hava tabakası kalınlığı (Sd), kalınlığı (d) ve su buharı difüzyon direnci katsayısı ( μ)

kullanılarak formül ile hesaplanır.(TS EN ISO 13788, 2004)

Sd = μ.d

Burada;

μ : Su buharı difüzyon direnci faktörü (Birimsiz), d : Yapı malzemesi tabakasının kalınlığı (m),

Kılcal Su Emicilik Katsayısı (w): Kapiler emicilik, malzemenin herhangi bir

yüzeyi ile etkileĢim halinde bulunan suyu, bir basınç olmaksızın içine alarak kılcal kanalları aracılığıyla herhangi bir doğrultuda yükseltmesi hatta yatay olarak hareket ettirmesidir. Su geçirgenliğinin aksine, kılcal boruların çapları ne kadar küçükse, suyun kapilarite ile malzeme içine girmesi ve malzeme içinde ilerlemesi o kadar kolay olur. Sıcaklığa ve malzeme yapısına bağlı olup ölçülmesi zor olduğundan katsayı olarak kabul edilir. Kılcal su emicilik katsayısı, birim alandan, sürenin karekökü boyunca bünyesine alınarak, kılcallık ile herhangi bir yöne iletilen su miktarıdır. Birimi kg/m2_

h, sıcaklık ve malzeme nemliliğine bağlı olarak değiĢim gösterir.

Nem Depolama Özelliği: Gerek kılcallık kuvvetleri, gerek adsorpsiyon, yolu ile

serbest su olarak malzeme gözeneklerine depolanan su ve nem, buhar difüzyonunun hızını arttırmaktadır.

Yapı elemanı kesitinde, malzeme sıralanıĢında  değerinin önemli bir yeri vardır. Buhar kesici veya dengeleyici olarak tanımlanan membranlarda  değeri 20.000 ile 50.000 arasındadır. Alüminyum folyo gibi tam geçirimsiz folyolarda ise bu değer 1.000.000 dur. Bu değer malzemenin metre cinsinden kalınlığı ile çarpılarak Sd (hava tabakası kalınlığı) değerini oluĢturur. Bu değer metre cinsinden ne kadar büyükse malzemenin o oranda buhar geçiĢine direnci yüksektir.  değerini ortalama 35 olarak aldığımız sıva kalınlıkları ile birlikte 24 cm (3cm dıĢ sıva + 19 cm tuğla + 2 cm iç sıva) kalınlıkta tek katmanlı bir tuğla duvarın Sd değeri 3 metrenin üzerindedir. Yani hiç yalıtım yapılmamıĢ dıĢarıdan sıvalı bir tuğla duvar 3 metre kalınlığında bir hava tabakasının buhar direncine eĢdeğerdir. Bu durum betonarme duvarlarda ise,  değeri 85 ile 135 arasında değiĢen, 25 cm kalınlığında bir betonarme perde duvarın ortalama 

değerini 100 kabul edersek Sd değeri 25 metre olarak karĢımıza çıkar. Buhar kesici ola- rak tanımlanan hava katman kalınlığının minimum 80 m olarak kabul edildiğini dikkate alırsak Sd değeri 25m olan betonarme perde duvarın dahi bu tür bir buhar kesiciye oranla 3 kattan daha fazla nefes aldığı söylenebilir. Bu durum duvarların hiçbir yalıtım

malzemesi kullanılmadan 3m ile 25m arasında değiĢen Sd değerlerine sahip olduğunu göstermektedir (Eriç, 1994)

Tablo 2.2. Yalıtım malzemelerinin buhar difüzyon direnç faktörleri

Malzeme  değeri MW Mineral yünler 1 EPS GenleĢtirilmiĢ Polistiren Köpük 20 - 100 XPS

Haddeden ÇekilmiĢ Polistiren Köpük 80 - 450

WW

Odun talaĢı levhalar

2-5 PUR

poliüretan köpük

30-100

Bir yapı elemanının ısıl açıdan yeterliliğini devam ettirebilmesi için kesit içinde yoğuĢma olmaması gerekir. Çünkü malzeme içinde suyun bulunması, o malzemenin ısıl iletkenliğinin artmasına sebep olur. (Dilmaç, 2007)

2.3. Yapı Kabuğundan Isı Ve Nem GeçiĢinin Hesaplamasında Kullanılan