3. Yalıtım Camı Terminolojisi...36

Transkript

1 North Galaxy, Brüksel SunGuard Solar Light Blue 52 Jaspers-Eyers & Partner Architects Montois Partners Architects Art & Build Architect. Yalıtım Camı Terminolojisi Genel Üretim...6. Isı Tekniği Etkisi Kenar Koruma Paslanmaz Çelik Metal-Plastik Kombinasyonu Termoplastik Sistemler (TPS) U Değeri Isı İletim Katsayısı U g Değeri...40 Eğimli Cam Yüzeyinde Ug Değeri.5.2 U f Değeri PSI Değeri U w Değeri Doyma Noktası ve Yoğuşma Araboşluk Camın Araboşluğa Bakan Yüzeyinde Yalıtım Camının Dışa Bakan Yüzeyinde Toplam Isı Geçirgenliği (g Değeri) b Faktörü (Gölgeleme Katsayısı) Solar Kazanımlar Seçicilik Oranı Renk Yayınım İndeksi Karışım Fenomeni Yalıtım Camı Etkisi

2 Bir dizi fiziksel değişkenler ve etkenler yalıtım camlarının ısı ve.1 Genel Isı yalıtım özelliklerine erişmek için birçok düz cam plakası en az bir Low E kaplama ile yalıtım cam birimi elde etmek amacıyla kombine edilmelidir. Bu amaçla arzu edilen boyutta iki veya daha fazla aynı büyüklükteki cam belirli bir aralıkla birbirine yapıştırılmaktadır. Bu işlemle oluşan hava geçirmeyen levhalar arası bölüm ısı yalıtımı sağlayan özel bir soygaz ile doldurulmaktadır. Yani konunun uzmanı olmayanların zannettiği gibi ara bölmede vakum söz konusu değildir. Aksi takdirde alçak basınç meydana gelirdi. güneşe karşı koruma özelliklerini belirlemektedir. Levhalar arası bölümün genişliği kullanılan soygaza bağlıdır. Genellikle argon, nadiren de kripton kullanılmaktadır. Argonun optimum ısı yalıtımına ulaşabilmesi için mm boşluğa ihtiyacı vardır. Kriptonda mm de daha iyi yalıtım sonuçları elde edilmektedir. Gaz dolum oranı %90 olarak belirlenmiştir. Ancak argon, nadiren kullanılan kriptondan çok daha ucuzdur. Camları sürekli olarak aralıklı tutan aralayıcı yalıtıma ve camın kenarındaki doyma noktasına etki etmektedir. (bkz: Bölüm.6). Son yıllarda, ısı iletimi düşük olan sistemlerin de yerini alan alüminyum çıta olarak kullanılmaktadır. Yapıştırma işleminde plakalar arası bölümde de yapıştırma söz konusu olduğu için düz cam plakalarının kaplanmış bölümleri içe doğru bakmalıdır. Bazı kaplama türlerinde yapışma bölgesindeki kaplama, yapışkanlığı artırmak ve aşınmaya karşı korumayı sağlamak için makineyle temizlenmelidir. Böylelikle kaplama hava geçirmezlik ve uzun süreli koruma sağlamaktadır. Butil yapışkan katmanı, iç katman olarak da adlandırılır, su buharının girmesini ve soygazın çıkmasını engellemektedir. Bu gaz, gaz basıncı yoluyla mevcut havanın belli miktarda takas edilmesi yoluyla basılmaktadır. Ancak daha önce çıta ve cam kenarlarının arasındaki boşluğun doldurulmasıyla izolasyon gazı ikinci katman ve yapışkan seviyesine erişmektedir. Kullanılan malzeme genellikle polisülfit veya poliüretandır. Açık yalıtım camı kenar bileşimi olan özel yapılarda bu yapışkan malzemeleri yerine morötesine dayanıklı bir silikon kullanılmaktadır. Morötesine dayanıklı kenar korumaları olan bu izolasyon camları, silikonun gaz difüzyon sızdırmazlığı düşük olduğu için genellikle hava ile doldurulmaktadır. Ancak bu işlemle ısı yalıtım camının U değeri (bkz. Bölüm.5) düşüktür..2 Üretim Günümüzde yalıtım camları çift bariyer sistemiyle yapıştırılmaktadır. Yani, cam plakalar kurutma malzemesiyle doldurulmuş aralayıcının her iki ucundan butil yapıştırma bandıyla yapıştırılmaktadır. Kurutma malzemesi levhalar arası bölümde kalıcı bir kuruluk sağlamaktadır. Cam plaka Görünmez ısı yalıtım kaplaması İç katman Dış katman Kurutma malzemesi (Moleküler süzgeç) Çıta İzolasyon camı yapısı 6 7

3 . Isı Tekniği Etkisi Isı aktarım süreci üç etkenden oluşmaktadır: Isı ışınımı, ısı iletimi ve konveksiyon. Her cismin kendi sıcaklığı nedeniyle yaydığı uzun dalga boylu elektromanyetik ısı ışınımı iletken araç olmaksızın termik enerji aktarımı yapmaktadır. Isı iletimi, sıcaklık farkı sonucunda bir maddenin bünyesindeki ısı akışıdır. Enerji daima düşük sıcaklık yönünde akmaktadır. Konveksiyon, yalıtım camının iç ve dış camlar arasındaki sıcaklık farklarına bağlı, cam plakaları arasındaki gaz akışıdır. Görünmez ısı yalıtım katmanı Gaz bölümleri sıcak yüzeyde tekrar yükselmek için soğuk yüzeyde aşağıya çekilmektedir. Bunun sonucunda bir sirkülasyon oluşmakta ve sıcaktan soğuğa bir ısı akışı gerçekleşmektedir. Cam plakaları arasında hava dolumu bulunan ve sadece iki kaplamasız float cam levhadan oluşan izolasyon camları içerideki ısının 2/ ünü levhalar arasındaki yayınım kaybıyla ve levhalar arasındaki hava nedeniyle 1/ ünü ısı iletimi ve konveksiyonuyla kaybetmektedir. Isı ışınımı (Çift katlı izolasyon camında ısı kaybının 2/ ü) 0,02 (%2) den küçük yayınım oranı olan bu kaplamalar uzun dalga boylu ısı ışınımının %98 den fazlasını yansıtabilmektedir. Böylelikle Işın kaybı neredeyse tamamen önlenmektedir. Geleneksel yalıtım camına nazaran bu yaklaşık %66 iyileştirme sunmaktadır. Isı iletimi ve konveksiyon Low E kaplamadan etkilenmemektedir..4 Kenar Koruma Mevcut açıklamalar yalıtım camının kenarlarının her iki cam arasındaki merkez bölgeye bir etkisinin olmadığı sonucuna varmıştır. Bugüne kadar yalıtım camlarının çoğunda alüminyum çıta kullanılmıştır. Artan taleple birlikte yalıtım camı üretiminde gittikçe daha fazla yer almaya başlayan ısı teknolojisi bakımından gelişmiş alternatifler üretilmiştir. Argon gibi soygazların kullanımı ısı iletimini azaltmaktadır. Soygazların ısı iletkenlik özelliği havaya göre daha düşüktür ve yalıtım cam sistemindeki ısı akışını düşürürler. Dolum gazına göre yalıtım camındaki belli bir plaka genişliğinde minimum bir konveksiyon vardır. Örneğin Hava: yakl. 16 mm, Argon: mm, Kripton: mm. Dış 0 C Alüminyum Çıta İç 20 C 17 C 10,4 C Isı iletimi Konveksiyon Çift katlı yalıtım camında ısı kayıpları Bu, eski yalıtım camlarında her iki camın iç yüzeyindeki ısı kaybı nedeniyle soğuk mevsimlerde sıcak oda havasına nazaran aşırı bir sıcaklık farkı oluşturmakta ve buna (Çift katlı yalıtım camında ısı kaybının 1/ ü) 1. Üstün kaliteli Low E kaplamalar ışınım kayıplarını %99 a kadar önlemektedir. 2. Camlar arasındaki argon gibi soygazlar ısı iletimine bağlı kayıpları azaltmaktadır.. Camlar arası genişliğin optimizasyonu konveksiyon kaybını azaltmaktadır. bağlı olarak yoğun bir ısı kaybına neden olmaktaydı. Modern yalıtım camlarında bu bu düz cam plakalarından en az biri Low E ile kaplanmıştır..4.1 Paslanmaz Çelik Alüminyuma nazaran oldukça düşürülmüş ısı iletkenliği olan ince Paslanmaz çelik profili en yaygın alternatiftir. Mekanik sağlamlığı difüzyon yeteneği sayesinde alüminyumla kıyaslamak mümkündür. Dış 0 C Paslanmaz çelik aralayıcı İç 20 C 17 C 12 C 8 9

4 .4.2 Metal-Plastik Kombinasyonu Bir başka seçenek de olağanüstü ısı yalıtım özelliğine karşın bir yalıtım camının yaşam döngüsünü garanti edecek düzeyde gaz difüzyon sızdırmazlığına sahip olmayan plastik çıtalardır..4. Termoplastik Sistemler (TPS) Burada söz konusu olan geleneksel metal profili yerine, üretimde her iki cam arasına yerleştirilen ve soğutulduktan sonra gerekli mekanik sağlamlığa ve gaz difüzyon sızdrımazlığına erişen özel plastik madde kullanılmasıdır. Kurutma maddesi bu maddenin bir bileşenidir..5 U Değeri Isı İletim Katsayısı Bu değer bir yapı parçasının ısı kaybını yansıtmaktadır. İç ve dış duvar gibi birbirine sınır yüzeylerde 1 K sıcaklık farkı olması durumunda birim zamanda bir yapı parçasının 1 metrekaresinde ne kadar ısı geçtiğini bildirmektedir. Bu değer W/m 2 K oranında ne kadar küçükse ısı yalıtımı o kadar iyidir. Bu nedenle plastik ve gaz sızdırmayan paslanmaz çelik veya alüminyum folyo kombinasyonları mevcuttur. Günümüzdeki alternatifler çok çeşitlidir. Birbirleriyle kıyaslandığında kenar bölgedeki ısı aktarım ölçüsü olan PSI değerini büyük ölçüde düşürmektedirler (bkz. Bölüm.5.). Avrupa U değerlerinin örneğin ABD U değerlerinden farklı olduğu gözardı edilmemelidir. Uluslararası karşılaştırmalarda dikkat edilmelidir Eğimli Cam Yüzeyinde U g Değeri Tespit edilen ve bildirilen U g değeri bir camın daima dik (90 ) montajını temel almaktadır. Eğimli montajda levhalar arası bölümdeki konveksiyon değişmekte ve U g değerini bozmaktadır. Cam ne kadar eğik monte edilirse camlar arası bölümdeki sirkülasyon o kadar hızlı olmakta ve içeriden dışarıya ısı aktarımı o kadar büyük olmaktadır. Bu, iki katlı yalıtım camında 0,6 W/m 2 K U g değeri kadar bozulmaya neden olabilmektedir..5.2 U f Değeri Bu, çerçevenin ısı iletim katsayısıdır. Çerçevenin nominal değerini bulmak için üç yöntem vardır: Montaj tipi Montaj açısı Ug [W/m 2 K] Dik 90 1,1 Eğimli 45 1,5 Yatay 0 1,7 Camın montaj tipinin Ug değerine etkisi EN ISO ye göre ölçmek, EN ISO ye göre hesaplamak EN ISO Ek D ye göre belirlemek Ülkelere göre ek değerler ilgili ölçüm değerlerini yansıtmaktadır..5.1 U g Değeri.5. PSI Değeri U g değeri bir camın ısı iletim katsayısıdır. Kurallara göre ölçülebilir veya kurallara göre hesaplanabilir. Bu değer için dört belirleyici faktör vardır. Düz cam üreticisi tarafından belirlenen ve bildirilen kaplamanın yayma oranı, plakalar arası bölümün ölçüleri, dolum çeşidi ve soygazların kullanımındaki dolum oranı. (Uygulamadaki ölçüm değerleri için ülke ek değerlerini göz önünde bulundurun [Almanya için DIN baz alınmaktadır]). PSI değeri bir yapı parçasının doğrusal ısı köprüsü kayıp katsayısıdır. Örneğin pencerede isolasyon camının, ölçülerin, aralayıcının malzemesinin ve çerçeve malzemesinin etkileşimini ifade eder ve yapı parçasının ısı köprüsünü tanımlar. Söz gelimi, yalıtım camının kendisi için değil sadece camın da dahil olduğu yapı parçası için PSI değeri vardır

5 .5.4 U w -Değeri.6 Doyum Noktası ve Yoğuşma İzolasyon camları genellikle pencerelerde kullanılmaktadır. U w değeri pencerenin ısı iletimini ifade etmektedir. U g değerini baz alarak üç farklı yöntemle hesaplanabilir: EN ISO , Tablo F1 e bakmak EN ISO e göre ölçmek EN ISO e göre şu formülle hesaplamak: U w = A f U f + A g U g + S(l g Y) A f + A g Uw: Pencerenin ısı iletimi Uf: Çerçevenin ısı iletimi (Ölçüm değeri) Ug: Camın ısı iletimi (Nominal değer) Af: Çerçeve yüzeyi Ag: Cam yüzeyi lg: Camın boyutu Y: Cam kenarının doğrusal ısı iletimi Camın kenar bölgelerindeki ısı kayıpları genellikle orta bölgeden daha büyüktür. Bu nedenle termik olarak iyileştirilmiş çıtalar önem kazanmaktadır. U g ve U f değerleri gibi bildirilen Uw değerleri, ülke ek değerleriyle birlikte ölçüm değerleri niteliğini kazanan nominal değerlerdir. Havada daima nem vardır ve sıcak hava soğuk havadan daha fazla su barındırmaktadır. Hava soğuyunca sabit su buharı miktarında bağıl nem artmaktadır. doyum noktası sıcaklığı, bağıl nemin %100 e ulaştığı ve su buharının.6.1 Araboşluk Hava geçirmez olduğu ve kuru gazla doldurulduğu için günümüzdeki yalıtım camlarında neredeyse imkansızdır. yoğuştuğu sıcaklığı tanımlamaktadır. Bu, bir izolasyon camının farklı yerlerinde meydana gelebilir: Modern bir ısı yalıtım camının plakalar arası bölümünün doyum noktası sıcaklığı < -60 C dir ve pratikte erişmek mümkün değildir..6.2 Yalıtım Camının Araboşluğa Bakan Yüzeyinde Kötü ısı yalıtımlı yalıtım camlarında veya tek katlı camlarda rastlanır. Sıcak hava pencere yakınında birden soğur ve iç yüzeyi sıcaklık kışın ortam havasının doyum noktası sıcaklığının altındadır- nemlendirir. Modern ısı yalıtım camlarında iç yüzey sıcak olur ve yoğuşma nadiren yaşanır. Bağıl nemin aşırı yüksek olması durumunda (örneğin yemek veya banyo yaparken, ya da yüzme havuzlarında) camlar daha çabuk buğulanır. Böyle durumlarda havalandırma yaparak sorun önlenebilir. Doyum noktası diyagramında iç yüzeyin buğulandığı bir dış ortam sıcaklığı bildirilmektedir. (Çiy damlası= Doyma noktası). Verilen örnek: Oda sıcaklığı 20 C İç ortam nem oranı 50 % Dış ortam sıcaklığı 9 C Çiy noktaları: U g = 5,8 W/m 2 K Þ 9 C U g =,0 W/m 2 K Þ -8 C U g = 1,4 W/m 2 K Þ -40 C U g = 1,1 W/m 2 K Þ -48 C 42 4

6 Ug [W/m 2 K] Oda sıcaklığı [ C] 1,1 1,4 1,6 1,8,0 5, Taupunktdiagramm Yalıtım Camının Dışa Bakan Yüzeyinde -40 Bu etki modern ısı yalıtım camlarında ve özellikle dışarıdaki havada bulunan nem oranının gece boyunca aşırı artması durumunda sabahın erken saatlerinde görülmektedir. Bu camların olağanüstü yalıtım özellikleri dışarıya ısı geçişini engelledikleri için dış yüzey aşırı soğuk olmaktadır. Güneşin ilk ışıklarıyla birlikte hava sıcaklığı Dış ortam sıcaklığı [ C] Bağıl nem oranı [%] Dış ortam sıcaklığı [ C] cam yüzeyinin sıcaklığından hızlı yükseldiği için bina konumu ve çevresine göre yoğuşma yaşanabilir. Ancak bu bir problemin değil yalıtım camının olağanüstü ısı yalıtım performansının işaretidir. GUARDIAN sabah saatlerinde de buğusuz manzaraya imkan veren özel kaplamalar sunmaktadır. (bkz. Bölüm 4.4)..7 g Değeri Toplam enerji geçirgenliği (g değeri) yalıtım camlarının güneş ışınlarını geçirgenliğini tanımlamaktadır. Güneşe karşı koruyucu camlar uygun cam ve kaplama seçimiyle g değerini düşürmektedir..8 b Faktörü (Gölgeleme Katsayısı) Boyutsuz değer bir binanın soğutma yükünün hesaplanması işlevini görür ve gölgeleme katsayısı (shading coefficient) olarak tanımlanmaktadır. İlgili camın g değerinin, %87 g değerine sahip mm lik bir float cama oranını belirlemektedir..9 Solar Kazanımlar Isı yalıtım camları güneş ışınlarının büyük bölümünü bina içerisine aktarmaktadır. Eşyalar, duvarlar ve zemin kısa dalga boylu güneş ışınlarını emerek uzun dalga boylu ısı ışınlarına dönüştürmektedir. Ancak ısı ışını ısı yalıtım özellikleri nedeniyle odayı terk etmeyip içeriyi ısıtmaktadır. Alışılagelmiş ısıtma sisteminin yanı sıra ciddi solar kazanım elde edilmektedir. Pencerelerin konumuna göre bu kazanım farklılık arz etmektedir. Şeffaf ısı yalıtım camlarında, pasif güneş ışığı kazanımıyla camın enerji dengesinin optimizasyonu için g değeri olabildiğince yüksektir. EN 410 (2011) e göre: b = g EN 410 0,87 Doğu ve batıda güneye kıyasla daha azdır. Bu ücretsiz enerji soğuk mevsimlerde ısınma tasarrufu sağlamaktadır. Ancak yaz aylarında binada beklenmedik ısınmalar yaşanabilir. Buna sera etkisi denmektedir. Bu nedenle yazın ısı korumasıyla ilgili koşullar göz önünde bulundurulmalıdır (bkz. Bölüm 5.5)

7 .10 Seçicilik Oranı Güneşe karşı korumalı camlarda bina içerisine mümkün olduğunca az güneş enerjisi, mümkün oldu ğunca fazla ışık aktarımı söz konusudur. Seçicilik oranı S bir camın toplam enerji geçirgenliği (G değeri) ve ışık geçirgenliği (t V ) arasındaki oranı yansıtmaktadır. Bu değer ne kadar yüksekse oran da o kadar verimlidir..11 Renk Yayınım İndeksi Renk dönüşümü kişinin fizyolojik duyusuna bağlı olduğu gibi estetik ve psikolojik bakış açısına göre de şekillenmektedir. Bir cisme düşen veya ondan yansıyan güneş ışığı cismin özelliklerine göre değişim göstermektedir (bkz. 2.1). Renk dönüşüm indeksi (Ra değeri) bir camın arkasından bakınca bir objenin renginin ne kadar değiştiğini ortaya koymaktadır. Camın transmisyondaki spektral kalitesini tanımlamaktadır. Değer 0 ile 100 arasında olabilir. Renk dönüşüm endeksi ne kadar büyükse renkler o kadar doğal görünmektedir. S = Işık geçirgenliği t V G değeri GUARDIAN güneşe karşı korumalı camların yeni nesilleri maksimum oran olarak kabul edilen 2:1 i uzun zaman önce geride bırakmıştır. 100 Ra değeri camın diğer tarafındaki objenin renginin orijinal rengiyle aynı olduğu anlamına gelmektedir. Aynı zamanda camdan geçen gün ışığıyla aydınlanan objeler de doğal görünümünü muhafaza etmektedir. >90 renk dönüşüm endeksi çok iyi, >80 ise iyi olarak nitelendirilmektedir. Berrak float cam temelli mimari camlar >90 Ra değerlerine sahipken harmanından renkli camlar 60 ile 90 arası Ra değerine sahiptir. Renk dönüşüm indeksi EN 410 a göre belirlenmektedir. Bu algılamalar camın görünüşünde değil dışarıdaki yansıma nedeniyle meydana gelmektedir. Bu girişimler şikayet sebebi değildir,.1 Yalıtım Camı Etkisi Her Yalıtım camının bir bölümü hava geçirmeyen levhalar arası bölümdür. Bu bölüm hava veya gazla dolu olduğu için bitişik Rüzgar basıncı bilakis float camların mutlak düz paralelliğine dair kalite belgesidir. levhalar çevredeki hava basıncı dalgalanmalarında içe ve dışa esneyen membran görevi görmektedir. Yüksek basınç Alçak basınç.12 Karışma Fenomeni Birçok düz cam cam plakasının yalıtım camında arka arkaya konmasıyla belli ışık koşullarında cam yüzeyinde optik görüntüler ortaya çıkabilmektedir. Bunlar, camın yüzeyine basınca değişen, gökkuşağına benzer lekeler, çizgiler veya halkalardır ve birçok yerde Newton halkaları olarak bilinmektedir. Bu girişimler fiziksel ve doğaldır, nadir durumlarda ışık kırılması ve bindirmesiyle oluşmaktadır. Yalıtım camı etkisi Dış Deformasyon Deformasyon Ekstrem hava koşullarında düz paralelliğe rağmen önlenmesi mümkün olmayan bükülmeler söz konusu olabilir. Bu etki zaman zaman meydana gelen aşırı hava basıncının yanı sıra cam büyüklüğü ve biçimi, plakalar arası bölümün genişliği ve izolasyon camının yapısına bağlıdır. Üç katlı bir yalıtım camında ortadaki levha dik kalmakta ve bu nedenle dış camlara yüklenen darbe iki katlı yalıtım camına kıyasla daha şiddetli olmaktadır. Bu deformasyonlar hava basıncının normale dönmesiyle etki kalmaksızın sıfırlanmakta ve herhangi bir sıkıntı arz etmeyip kenar bileşiminin sızdırmazlığına işaret etmektedir. İç 46 47