Yapı Sağlığı ve Bims (Ponza)
Pomza ( bims ) nın hafif, gözenekli ve doğal olması nedeniyle yapılarda ısı yalıtım malzemesi olarak kullanılması durumunda ülke enerjisi tasarrufuna katkıda bulunur. Yapılarda ısı yalıtımı için mecburi uyulması gereken TS. 825 kurallarına hala uyulmadığı tespit edilmiştir. Yapılan bu çalışmada ‘Yapılarda Pomza ( bims )nın Isı Yalıtım Malzemesi Olarak Değerlendirilmesi’ konusunun araştırılması hedeflenmiştir. Yapılarda ısı yalıtımı olması gereken yerler; duvarlar, döşemeler, çatı veya tavanlar, mekanların çıkma tabanları (konsol), yaşama mekanının zemine oturan tabanı olarak sınıflandırılmıştır. Yapılarda TS. 825, şartlarını yerine getirebilmek için yalıtım malzemesi olarak Pomza ( bims )nın kullanılabileceği, ısı yalıtımlı detay tasarımlarında mimarların dikkat etmesi gereken hususlar, TS.825 şartlarını sağlayabilen yapı elemanlarında Pomza ( bims )nın kullanılması konusunda detay çözümleri geliştirilmiş ve önerilerde bulunulmuştur.
Pomza ( bims ), volkanizma faaliyetleri sırasında ani soğuma ve gazların bünyeyi ani terk etmesi sonucu gözenekli bir yapıya sahip volkanik kökenli bir malzemedir. Gözenekli olmasından dolayı ısı ve ses yalıtımı özelliklerine sahiptir. Sünger görünümlü, silikat esaslı, birim hacim ağırlığı genellikle 1 gr/cm3 ten küçük, camsı doku özelliği gösteren bir malzemedir.
Pomza ( bims ) tarihte kullanımı bilinen hafif agregalardan biridir ve Roma’lılardan beri kullanıldığı bilinmektedir. Erimiş lavın soğuması sırasında oluşan gazların hapsolmasıyla Pomza ( bims ) taşı oluşmuştur. Bu boşluklu yapıdan dolayı agrega boşluklu ve dolayısıyla hafif olur. Pomza ( bims ) taşı agregası % 75 boşluk içermektedir. Pomza ( bims ) taşı amorf bir yapıya sahiptir.
Pomza ( bims ) taşı agregasıyla üretilen betonlar, taşıyıcı betonun dışında, ısı yalıtımı, ses emme amacıyla beton blok olarak kullanılabileceği gibi, hafif beton duvar panoları da üretilebilir. Pomza ( bims ) taşının öğütülmesi ile elde edilen puzolanlar çimento katkı maddesi olarak kullanılabilirler. Türkiye’de bol miktarda olan Pomza ( bims )ya sünger taşı da denilmektedir. Pomza ( bims )lı betondan mamul yapı elemanları, çimento ve su ilavesi ile basınç altında vibrasyonla sıkıştırılıp kür edilen ve gerektiğinde kuvars kumu da ilave edilerek üretilen malzemelerdir. Bimsbeton hafifliğinden dolayı zemin mukavemetinin fazla olmadığı yerlerde, taşıyıcı eleman olmadan kullanıldığı gibi, hafiflik olması istenilen yerlerde dolgu betonu olarak kullanılabilir. Pomza ( bims ), kendine özgü bazı özellikleri ile volkanik camsı kayaçlardan olan perlitten farklıdır. Bunlardan rengi, gözenekliliği ve kristal suyunun olmaması ile pratik olarak ayrılabilir. Bunun için petrografik analiz gerekir. Pomza ( bims )nın kimyasal analiz değerleri, SiO2 : 60-75, Al2O3 : 13-17, Fe2O3 : 1-3, CaO : 1-2, Na2O-K2O : 7-8, arasında değişmektedir.
Isı izolasyonu sağladığı için bimsbeton; teraslarda, çatılarda, fabrikalarda, soğuk hava depolarında ve ısı yalıtımı isteyen yapı elemanlarında kullanılabilir. Yapılarda ısı yalıtımı için uyulması gereken ‘TS. 825’ çıkarılmasına rağmen hala bu kurallara uyulmadığı tespit edilmiştir. Sebep olarak; ısı yalıtım malzemelerinin petrol kökenli, pahalı ve yurt dışına bağımlı olması, uygulamada malzemenin kolay temin edilmemesi, tatbikat yapacak teknik kadronun bulunamayışı vb. nedenler gösterilmektedir. Halbuki Pomza ( bims ) düşük birim hacim ağırlığına sahip, kimyasal etkilere dayanıklı, parazitleri barındırmayan, kısa tesirli sıcaklıklarda ısı izolasyonu fonksiyonu değişmeyen, normal şartlarda su ve nemden etkilenmeyen, yoğuşma sorunu olmayan, gözenekli,maliyeti düşük, ekonomik, yanıcı olmayan, kokusuz, ısı iletim katsayısı düşük, doğal olarak elde edilen ve uygulanabilen bir malzemedir.
Isı yalıtım malzemesi olarak Pomza ( bims )nın yapılarda yaygın olarak kullanımı konusunda bugüne kadar yeterli bilimsel çalışmaların ve tanıtımların yapılmadığı görülmüştür. Yapılarda mimari projelerin hazırlanması aşamasında kullanılacak malzemeler ve detaylarda Pomza ( bims )nın kullanımını sağlamalıdır.
Türkiye’de yapıların yaklaşık yarısından fazlasında ısı yalıtımı önlemleri alınmamıştır. Isı yalıtımsız yapılarda özellikle kış aylarında ısınmak için kullanılan enerjinin büyük bir kısmı kayıp ısı olarak harcanmaktadır. Isı yalıtımı malzemesi olarak piyasada ve uygulamalarda genellikle nefes almayan, plastik kökenli, organik esaslı, anorganik esaslı kullanılmaktadır. Anorganik esaslı malzemelerden Pomza ( bims ) nın kullanımı henüz yaygın değildir. Özellikle tasarımı yapan ve mimari projeyi hazırlayan mimarlar böyle malzemenin kullanılabilirliliği konusunda yeterli teknik bilgiye sahip değildir. Bu bildiride Pomza ( bims )nın yapılarda sıva malzemesi olarak kullanılabileceği ve TS 825’e göre duvarlarda, döşemelerde, tavan veya çatılarda kullanılmaları durumunda kalınlıklarının ne kadar olacağı hesaplanarak tasarımlarda dikkate alınması gerektiği açıklanmıştır.
Duvarlarda ve Sıvalarda Yapı Maddesi Olarak Pomza ( bims ) Kullanılması:
Bir yaşama mekanının dış hava ile sınırını oluşturan çıkma tavanlarında Tablo 1’de gösterilen malzemenin kullanılması durumunda 0.32 m. olması gerekmektedir. Malzeme kalınlığı 3. iklim bölgesi için hesaplanmıştır.
Tablo 1. Konsol döşeme, bir yaşama mekanının dış hava ile sınırını oluşturan çıkma tabanları
| Malzeme | B. H. Küt. Kg/m³ | TS 825 S.No | d (m) | ? W/mK | 1/? 1/? d d/? | U (W/m²K) |
| 1/? | 0,17 | 1/ 2,237 = 0,447 | ||||
| Ahş. Parke (meşe) | 800 | 8.1,2 | 0,022 | 0,20 | 0,11 | |
| Yapıştırma | – | – | 0,004 | – | – | |
| Şaplı tefsiye Betonu (Çim. Harçlı) | 2000 | 4,6 | 0,03 | 1,40 | 0,021 | |
| Baskı bet. (Donatısız) | 2200 | 5,1 | 0,03 | 1,74 | 0,017 | |
| Bims Çakılı (TS3234) | 1000 | 3,2 | 0,32 | 0,19 | 1,684 | |
| Normal beton (Donatılı) | 2400 | 5,1 | 0,10 | 1,80 | 0,056 | |
| Tavan Sıvası (bims) | 600 | 5,3,3 | 0,025 | 0,18 | 0,139 | |
| 1/? d | 0,04 | |||||
| Toplam | 2,237 | 0,447 x 0,5 | ||||
Sonuç: U t(döş) = 0,45 W/m²K 0,447 < 0,45 W/m²K 3. iklim bölgesi için uygundur. |
||||||
Altında bodrum olmayan bir yaşama mekanının zemine oturan döşemede kullanılması gereken bims kalınlığı 0.35 m. bulunmuştur (Tablo 2).
Tavan veya Çatılarda Pomza ( bims )nın Kullanılması
Yaşama mekanının dış hava ile sınırını oluşturan tavanda düşük döşeme yapılması uygun olacaktır. Düşük döşeme içerisinde doldurulacak olan Pomza ( bims )nın TS. 825’e göre kalınlığının 0.56 m olması durumunda 3. iklim bölgesinde uygun olacağı hesaplanmıştır (Tablo 3). Daireler arası ayırıcı aşağıdan yukarıya doğru ısı akışı olması halinde bims malzeme kalınlığı TS. 825’e göre 0.45 m. olması gerekmektedir (Tablo 4). Altında bodrum (soğuk hacim) olan yaşama mekanının döşemesinde (bodrum tavanı) kullanılması gereken bims 0.15 m. bulunmuştur (Tablo 5).
Tablo 2. Altında bodrum olmayan bir yaşama mekanının zemine oturan döşemesi, tabanı
| Malzeme | B. H. Küt. Kg/m³ | TS 825 S.No | d (m) | ? W/mK | 1/? 1/? d d/? | U (W/m²K) |
| 1/? | 0,17 | 1/ 2,237 = 0,431 | ||||
| Mermer kpl. | 2800 | 1,1 | 0,025 | 3,5 | 0,007 | |
| Yapıştırma Harcı(Çim harcı) | 2000 | 4,6 | 0,04 | 1,4 | 0,029 | |
| Bims Çakılı (TS3234) | 1000 | 3,2 | 0,35 | 0,19 | 1,842 | |
| Blokaj | 1600 | 1,3 | 0,15 | 0,55 | 0,273 | |
| 1/? d | 0,0 | |||||
| Toplam | 2,321 | |||||
Sonuç: U t(döş) = 0,431 W/m²K 0,431 < 0,45 W/m²K 3. iklim bölgesi için uygundur |
||||||
Tablo 3. yaşama mekanının dış hava ile sınırını oluşturan tavanı
| Malzeme | B. H. Küt. Kg/m³ | TS 825 S.No | d (m) | ? W/mK | 1/? 1/? d d/? | U (W/m²K) |
| 1/? | 0,13 | 1/ 3,356 = 0,297 | ||||
| Mermer kpl. | 2800 | 1,1 | 0,025 | 3,5 | 0,007 | |
| Yapıştırma | 2000 | 4,6 | 0,04 | 1,4 | 0,029 | |
| Su yalıtımı (arm. Bitümlü pestil) | 1200 | 9,2,2,1 | 0,001 | 0,19 | 0,005 | |
| Su+Buhar kesici (Al. Folyolu) | 900 | 9,2,2,1 | 0,001 | 0,19 | 0,005 | |
| Şaplı tesfiye Betonu (Çim. Harçlı) | 2000 | 4,6 | 0,03 | 1,40 | 0,021 | |
| Baskı beton (Donatısız) | 2200 | 5,1 | 0,03 | 1,74 | 0,017 | |
| Bims Çakılı (TS3234) | 1000 | 3,2 | 0,56 | 0,19 | 2,947 | |
| Normal beton (Donatılı) | 2400 | 5,1 | 0,10 | 1,80 | 0,056 | |
| Tavan Sıvası (bims) | 600 | 5,3,3 | 0,025 | 0,18 | 0,139 | |
| Toplam | 3,356 | |||||
Sonuç: U t(döş) = 0,297 W/m²K 0,297 < 0,30 W/m²K 3. iklim bölgesi için uygundur |
||||||
Tablo 4. Tavan, Aşağıdan yukarı ısı akışı olması durumunda, daireler arası ayırıcı taban
| Malzeme | B. H. Küt. Kg/m³ | TS 825 S.No | d (m) | ? W/mK | 1/? 1/? d d/? | U (W/m²K) |
| 1/? | 0.130 | 1/ 3,334 = 0,299 | ||||
| Bims tavan sıvası | 600 | 5,3,3 | 0,025 | 0,18 | ||
| Yalnız doğal bims kullanılarak yapılmış beton | 1000 | 5,33 | 0,12 | 0.32 | 0,375 | |
| Isı Yalıtımı (Bims Çakılı TS 3234) | 1000 | 3,2 | 0,45 | 0.19 | 2,368 | |
| Kaplama tahtası (iğne yapr) | 600 | 8,1,1 | 0,025 | 0.13 | 0,192 | |
| 1/? d | 0,130 | |||||
| Toplam | 3,334 | |||||
Sonuç: U t(döş) = 0,30 W/m²K 0,299 ? 0,30 W/m²K 3. iklim bölgesi için uygundur |
||||||
Tablo 5. Bodrum tavanı, Yaşama Mekanının Döşemesi
| Malzeme | B. H. Küt. Kg/m³ | TS 825 S.No | d (m) | ? W/mK | 1/? 1/? d d/? | U (W/m²K) |
| 1/? | 0,17 | 1/ 2,237 = 0,407 | ||||
| Ahş. Parke (meşe) | 800 | 8.1,2 | 0,022 | 0,20 | 0,11 | |
| Yapıştırma | – | – | 0,004 | – | – | |
| Şaplı tefsiye Betonu (Çim. Harçlı) | 2000 | 4,6 | 0,03 | 1,40 | 0,021 | |
| Baskı bet. (Donatısız) | 2200 | 5,1 | 0,03 | 1,74 | 0,017 | |
| Bims Çakılı (TS3234) | 1000 | 3,2 | 0,15 | 0,19 | 0,789 | |
| Normal beton (Donatılı) | 2400 | 5,1 | 0,10 | 1,80 | 0,056 | |
| Tavan Sıvası(bims) | 600 | 5,3,3 | 0,025 | 0,18 | 0,139 | |
| 1/? d | 0,17 | |||||
| Toplam | 2,460 | 0,407 x 0,5 | ||||
Sonuç: U t(döş) = 0,45 W/m²K 0,407 < 0,45 W/m²K 3. iklim bölgesi için uygundur |
||||||
Pomza ( bims ) İle Üretilen Isı Yalıtımlı Detay Tasarımlarında Dikkat Edilmesi Gereken Hususlar
Isı yalıtımı, kapalı mekanların iç sıcaklıklarını istenilen düzeyde tutabilmek için dış iklim koşullarına karşı yapılan ısıtma soğutma işlemlerinde kullanılarak enerji tasarrufu sağlamak, çevre sorunlarını çözmek, hava kirliliğini azaltmak için yapılarda alınan her türlü önlemler bütünüdür. Yalıtım aynı zamanda yapıyı dış etkilerden koruyarak ömrünü uzatmakta ve yapı fiziği şartlarını yerine getirdiği için de işletme maliyetlerini düşünerek yapıda konforlu bir ortam sağlamaktadır. Isı tutucu malzemelerde aranan özelliklerin başında yeterli basınç dayanımı, buhar difüzyon direnci, düşük birim hacim ağırlık, yüksek ısı tutuculuk, malzemelerde boyutsal kararlılık, kimyasal etmenlere dayanıklılık, yanmazlık ve alev geçirmezlik, parazitleri barındırmama ve malzeme çürümezlik, malzemede kokusuzluk, malzemede ucuzluk ve ekonomiklik olmalıdır.
Yalıtımda beklenen sonucun alınabilmesi için, yalıtımın tasarım, projelendirme, uygulama, koruma ve bakım aşamalarında herhangi bir hatanın yapılmaması gerekir. Bu aşamalarda gerçekleştirilen faaliyetler, çeşitli niteliğe sahip teknik elemanlar ile birlikte yapıyı kullananların katkısını gerektirmektedir. Dolayısıyla, uygulanan bir yalıtımın istenilen nitelikte olması ve bu niteliğini uzun süre koruyabilmesi, yalıtım sürecine katılan tüm tarafların bu konuda belirli bir bilgi ve bilinç düzeyine ulaşmasını gerekli kılmaktadır. Mimarlar, yapının yalıtımını daha tasarım aşamasında hatasız tasarlamaları gerekmektedir. Yapı malzemeleriyle uyumlu, uygulanabilir bir yalıtım projesinin oluşmasında, üstlendikleri koordinasyon görevinin önemi konusunun yeterince bilgi ve beceriye sahip olmanın duyarlılığı ile hareket etmeleri gerekmektedir.
Isı tutucu malzemeler bünye yapısının doğal bir sonucu olarak boşluklu ve hafiftirler. Isı yalıtım malzemelerinde aranan en önemli özellik, ısı iletkenlik değerinin küçük olmasının yanında, yapıda kullanmak için gerekli niteliklere sahip olmalıdır. Doğal bims kullanarak yapılmış betonların ısı iletkenlik katsayılarının düşük olması nedeniyle yapılarda güvenle kullanılabilir. Isı yalıtımı yönetmeliği mimari projede bulunması gereken belgeleri, ısı yalıtım prensip detaylarını belirler. Projede, binanın ısı kaybeden yüzeylerindeki dış duvar, tavan, taban, döşemelerde kullanılan malzemeler, bu malzemelerin eleman içindeki sıralanışı ve kalınlıkları belirler.binanın ısı kaybeden yüzeylerinde oluşabilecek yoğuşma hesabı yapılır. Ayrıca dış yüzeylerde yer alan bütün betonarme elemanlar mutlaka yalıtılmalıdır.
Tablo 6. Yalnız doğal bims kullanılarak ve kuvars kumu katılmadan yapılmış betonlar
| Birim hacim kütlesi Kg/m3 | Isı iletkenlik hesap değeri ? (W/mK) | Su buharı difüzyon direnç faktörü (µ) |
| 500 | 0,15 | 5-15 |
| 600 | 0,18 | 5-15 |
| 700 | 0,20 | 5-15 |
| 800 | 0,24 | 5-15 |
| 900 | 0,27 | 5-15 |
| 1000 | 0,32 | 5-15 |
| 1200 | 0,44 | 5-15 |
Bu gün piyasada yapılarda ısı yalıtımı projesi için çıkarılmış hazır tip detaylar mevcuttur. Yapının özelliği, fonksiyonu ne olursa olsun bakılmaksızın her yapı için aynı detaylar mimari projeye eklenerek yapılar inşa edilmektedir. Uygulamada ise projeye eklenen ısı yalıtımı detaylarına bağlı kalınmamaktadır. Çünkü ısı yalıtım projesinde önerilerin malzemelerin hammaddeleri ile üretimleri yurtdışı kaynaklı ve maliyeti çok pahalıdır. Elde edilmesi zordur. Uygulamada yeterli teknik eleman bulunmamaktadır. Onun için yapılar ya yalıtımsız yapılmakta yada ruhsat almak için geçici çözümlere başvurulmaktadır. Sonuçta yapılar kışın çok soğuk yazın içinde oturulmayacak kadar çok sıcak olmaktadır, bu da ülkemiz enerjisi ile döviz kayıplarına neden olmakta, en önemlisi çevre kirliliğine neden olarak yapı konforunu bozmakta, insan sağlığı ile oynanmaktadır. Halbuki Pomza ( bims ) için bu sorunlar yoktur. Elde edilmesi kolay, maliyeti ucuz, hafif, yapı fiziği şartlarını yerine getirebilen, yapıda uygulanması sırasında fazla kalifiye eleman gerektirmeyen, kendi doğal hammaddelerimizin başında gelmektedir. Bu nedenle yapılarda Pomza ( bims )nın ısı yalıtım malzemesi olarak değerlendirilebileceği yapılan teknik hesaplarla ortaya çıkmıştır.
SONUÇLAR
Isı yalıtımı malzemeleri yapı kabuğu ve beraber kullanıldığı yapı elemanları ile uyumlu, estetik istekleri bozmayan,yapı fiziği-çevre kurallarına uygun, uygulamada kolay temin edilebilen TS. 825 şartlarını sağlayabilen malzemeler olmalıdır. Bu şartların hepsini bünyesinde bulunduran Pomza ( bims )nın inşaat sektöründe yeterince kullanılmadığı tespit edilmiştir.
Yapılarda ısı yalıtımları, dış duvarlarda, tavan arasını ayıran alçak duvarlarda, ısıtılmayan mekanlara bitişik bölme duvarlarda, çatı, bodrum tavanı, çıkma tabanı, bir yaşama mekanının zemine oturan tabanlarında mutlaka kullanılmalıdır. TS.825’e göre Pomza ( bims ) kullanılması durumunda olması gereken kalınlıkları hesaplanmıştır. Bu değerler iletim yoluyla gerçekleşen ısı kaybı ve yıllık ısıtma enerjisi ihtiyacı değerlerine uygun haldedir. O halde Pomza ( bims )nın inşaat sektöründe ısı izolasyonu malzemesi olarak kullanımı arttırılmalıdır. Günümüz inşaat sektöründe ısı yalıtım malzemeleri olarak petrol kökenli, yurt dışına bağımlı, elde edilmesi zor ve pahalı malzemeler önerilmektedir. TS. 825’e göre yapılması gereken ısı yalıtımı çözümüne mantolama denmekte ve mimari projelerde buhar difüzyon direnci yüksek, nefes almayan malzemeler kullanılmaktadır. Yapılan bu araştırma ile inşaat sektöründe ısı yalıtım malzemesi olarak Pomza ( bims )nın kullanılabileceği, detay çözümleriyle birlikte çizimleri ve hesapları verilmiştir.
Yapılarda Pomza ( bims )nın ısı yalıtım malzemesi olarak değerlendirilmesi ile standart ve yönetmeliklere uygun olarak yapılacak olan binalarda yıllık enerji tasarrufu artacak, kışın yapıların bacalarından atılan fazla miktardaki duman, partiküller ve zararlı gazlar azalacaktır. İnşaat sektöründe Pomza ( bims )nın ısı, ses, yalıtım malzemesi olarak kullanımının arttırılmasıyla yapı konforu artacak enerji tasarrufu sağlanacak ve Pomza ( bims ) gibi hammaddelerimiz ülke ekonomisine kazandırılacaktır.