Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ -I 10. Malzemelerin Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri Fiziksel Özellikler BHA, yoğunluk, özgül ağırlık Porozite, kompasite Suyun varlığı ile ilgili özellikler Termik genleşme Termik iletkenlik Akustik özellikler 1

2 Birim Hacim Ağırlık, Yoğunluk, Özgül Ağırlık Malzemelerin çoğunda gözle görülen ve görülemeyen boşluklar vardır. Genellikle seramikler sınıfına giren taş yapılı malzemelerde, kompozit malzemelerde ve hafif yapı malzemelerinde değişik tür ve büyüklükte boşluklar bulunur.

3 Kapalı boşluk Açık boşluk Kılcal boşluk Gerçek cisimlerde bulunan boşluk türleri şekilde şematik olarak gösterilmiştir. Bu boşlukların bazıları dışa açık bazıları ise kapalıdır. Açık ve kılcal boşluklar su emme ve geçirimlilik yönünden önemlidir. Şekil de görülen malzeme parçası içindeki dolu kısımları bir tarafa, boşlukları da bir tarafa toplanmış varsayarak,

4 Kapalı boşluk Açık boşluk Kılcal boşluk V toplam V boş V dolu Sağda görülen basitleştirilmiş model elde edilir. Parçanın ağırlığı P, bütün hacmi V, boşluk hacmi V b, ve dolu kısmının hacmi V d olsun.

5 Malzemenin boşluklarını da içeren birim hacminin ağırlığına, birim hacim ağırlık denir. Bu değerin küçük olması o cismin gözenekli ve boşluklu bir yapıda olduğunu gösterir. Örneğin, polistiren köpük gibi ısı tutucu malzemelerde birim hacim ağırlık en çok 35 kg/m 3 gibi bir değere sahip iken, betonarmede bu değer 2400 kg/m 3 gibi bir düzeye ulaşır. Birim Hacim Ağırlık = Kuru Ağırlık / Toplam Hacim P / V P / V V b d

6 polistiren köpük 6

7 Yoğunluk = Kuru Ağırlık / Dolular Hacmi P / V P / V V d b Bir cismin kuru ağırlığını belirlemek için etüvde 105C de ağırlığı sabit kalıncaya kadar, yaklaşık saat süre ile kurutulur ve tartılır.

8 Basit, kusursuz geometrik biçime sahip bir cismin boyutları ölçülerek V görünen hacmi hesaplanabilir. V görünen hacmi V d dolu hacmi ile V b boşluk hacminin toplamına eşittir :

9 Sıra No Poz No İş Kaleminin Adı ve Kısa Açıklaması Ölçü Birimi 2010 Birim Fiyatı /2E 16 kg/m3 dış cephe ısı yalıtım sistemleri için yüzeylere dik çekme dayanımı >=100 kpa, boyutsal kararlılığa en az ds(n) 2 sınıfı, uzun süreli kısmi daldırmada su emmesi <=0,3kg/m2 olan ekspande (genleştirilmiş) polistren köpük levhalar M³ 90, /2F 20 kg/m3 dış cephe ısı yalıtım sistemleri için yüzeylere dik çekme dayanımı >=100 kpa, boyutsal kararlılığa en az ds(n) 2 sınıfı, uzun süreli kısmi daldırmada su emmesi <=0,3kg/m2 olan ekspande (genleştirilmiş) polistren köpük levhalar M³ 115, /2G 30 kg/m3 dış cephe ısı yalıtım sistemleri için yüzeylere dik çekme dayanımı >=100 kpa, boyutsal kararlılığa en az ds(n) 2 sınıfı, uzun süreli kısmi daldırmada su emmesi <=0,3kg/m2 olan ekspande (genleştirilmiş) polistren köpük levhalar M³ 157, /2H 35 kg/m3 dış cephe ısı yalıtım sistemleri için yüzeylere dik çekme dayanımı >=100 kpa, boyutsal kararlılığa en az ds(n) 2 sınıfı, uzun süreli kısmi daldırmada su emmesi <=0,3kg/m2 olan ekspande (genleştirilmiş) polistren köpük levhalar M³ 182, ,0 cm kalınlıkta 50 kg/m³ yoğunlukta cam yünü levha bir yüzü alüminyum folyo kaplı cam yünü levha veya şilte, veya taş yünü levha ile kanalın dıştan yalıtımı. kanal izolesi M² 28, ,0 cm kalınlıkta 24 kg/m³ yoğunlukta cam yünü şilte bir yüzü alüminyum folyo kaplı cam yünü levha veya şilte, veya taş yünü levha ile kanalın dıştan yalıtımı. kanal izolesi M² 22,70 9

10 Şekli düzgün olmayan malzeme, su emmeyen cinsten ise, havada kuru olarak tartılıp P1, suda tartılıp P2 bulunur ve hesaplanır. Su emen cisimlerde ise bu deney su emen malzemenin dış yüzünü bir parafin tabakası ile yalıtım yapıldıktan sonra suda tartmak suretiyle de yapılmaktadır.

11 Özgül Ağırlık, bir malzemenin yoğunluğunun, aynı hacımdaki suyun +4 o C deki yoğunluğuna oranı olarak tanımlanır ve özgül ağırlık birimsizdir. Özgül ağırlık şu şekilde bulunur: ÖA= maddenin yoğunluğu / suyun yoğunluğu ÖA= havada kuru ağırlık / eşdeğer su hacminin ağırlığı 11

12 Özgül ağırlık, dolu hacme göre hesaplandığı için daima birim hacim ağırlıktan büyüktür. Boşluksuz bir malzemede ise birim hacım ağırlık ve yoğunluk birbirine eşittir. Metrik sistemde yoğunluk ve özgül ağırlık boyut farkı dışında aynı değerdedir. 12

13 Porozite (p), malzemede bulunan boşluk hacminin malzemenin tüm hacmine oranıdır. Kompasite (k) ise malzemenin dolu kısmının hacminin malzemenin tüm hacmine oranı olarak tanımlanır. p k 1

14 V malzemenin tüm (boşluk dahil) hacmini, V d yalnızca katı hacmini, V b boşluk hacmini simgeliyorsa, olduğundan, porozite (p) ve kompasite (k) şu şekilde tanımlanabilir : p V V V d V b V k Vd / V p k 1

15 Cismin birim hacim ağırlığı ( ), yoğunluğu () ve V hacmindeki ağırlığı (P) ise; P P V V V d V V V p d 1 d V V V P / d P / FİZİKSEL p 1 P P / / p 1

16 * Su Emme Oranı Malzemenin suya doymuş ağırlığı (P 2 ) ile kuru ağırlığı (P 1 ) arasındaki farkın kuru ağırlığına oranının yüzde olarak değeri malzemenin ağırlıkça su emme yüzdesini (Sa), hacmine oranı ise malzemenin hacimce su emme yüzdesini (Sh) belirler. P2 P1 S a (%) 100 P1 P2 P1 S h (%) 100 V 1

17 * Geçirimlilik Malzemenin bir basınç farkı etkisiyle suyu bir taraftan diğer tarafa geçirme yeteneğine geçirimlilik denir. Bu özellik, belirtilen koşullarda birim alandan, birim zamanda geçen su miktarı ile tanımlanır ve geçirimlilik (permeabilite) katsayısı ile ifade edilir.

18 Geçirimlilik olayının Darcy yasasına uygun oluştuğu varsayılır; malzemeden birim zamanda geçen su miktarı (q), belli kesitte (F) ve kalınlıktaki (e) malzemeye etkili olan su basıncına (P) ve malzemenin su geçirimlilik katsayısına bağlı olarak değişmektedir P Numune Manometre M Basınçlı su e F q Geçen su

19 q=k(pf/e) Burada, K = geçirimlilik katsayısı (cm/s), P = su basıncı (cm) F = cismin kesit alanı (cm 2 ), q = saniyede geçen su miktarı (cm 3 /s), e = suyun geçtiği cismin kalınlığı (cm) dır. P, F ve e büyüklükleri aynı kaldıkça bir cisimden geçen su miktarı K ile orantılıdır.

20 Kapilarite (Kılcallık) Malzemenin başka bir su emme şekli de kapiler yolla gelişir. Cismin bir yüzeyi ile temas eden su, bazı koşullar yerine geldiği takdirde, malzeme bünyesinde yukarı kısımlara doğru çıkar. Bu olay kılcal (mikron mertebesinde) boşluklu cisimlerde gelişir. Kılcal boşluklu cisimlerin bir yüzeyi suya değerse, su zamanla cisim içinde yükselmeye başlar.

21 Kapilarite (Kılcallık) 21

22 F Sıvı yüzeyinin katı cisim kenarında yaptığı ψ (psi) açısına ıslatma açısı adı verilir. 2r h yüzey geriliminin düşey bileşeni F 2 r Cos Burada yüzey gerilimidir Maksimum yükselme anında denge durumu 2 şöyle ifade edilebilir: 2r cos r h max g

23 h max 2 cos rg bağıntısı elde edilir. Bu sonuç Jurin yasasının ifadesi olup, bu yasaya göre düşey durumdaki bir kılcal boru içinde sıvının erişebileceği yükseklik kılcal borunun yarıçapı ile ters orantılıdır. Suyun yüzey gerilimi sabit olduğuna göre borunun çapı küçüldükçe su daha yükseğe çıkar.

24 24

25 Kılcallık olayına maruz homojen bir cisimde sıvının hareketinin Poiseuille rejimine uyduğu kabul edilebilir (sanki bir tüp içinde hareket ediyor). Bu rejimde sıvının cisim içinde yükselme hızı, sıvının yüksekliği ile ters orantılıdır. Bu ilkeden yararlanarak; m c Burada F cismin su ile temas F t eden cm 2 cinsinden yüzey 100 alanını, m emilen su miktarını g cinsinden, t ise zamanı dakika cinsinden göstermektedir.

26 Bir taş yapılı malzemenin kılcallık özelliğini saptamak için Şekil de görülen prizma şeklindeki numunenin önce kuru ağırlığı tartılır, sonra suyun yüzüne değecek şekilde kaba yerleştirilir. Belirli zaman aralıklarında yapılan ağırlık ölçümleri ile emilen su miktarı bulunur.

27 27

28 28

29 İnşaat öncesi temel ve duvar bohçalanmalı. Soil type Gravel Sand Silt Clay Capillary rise Less than a few inches 1 to 8 feet 12 to 16 feet 12 to 20 feet 29

30 -Temel ve Perde duvarları -Çatılar -Islak hacimler -Viyadükler -Aç-Kapa tüneller -Havuzlar -Kanaletler 30

31 31

32 32

33 33

34 Yırtılma ve çizilmeye karşı keçe koruyucular 34

35 35

36 YASS yüksek ise drenaj yoluyla alçaltılmalı. 36

37 Buhar Geçirimliliği FİZİKSEL Belirli bir sıcaklıktaki doymuş havanın basıncına doymuş buhar basıncı adı verilir. Değişik koşullarda iki farklı hacim arasındaki buhar basıncı da farklı değerler verir. Bu buhar basıncı sonucu malzemelerin, bünyelerinden buhar geçirmelerine difüzyon denir.

38 Buhar Geçirimliliği ve yoğuşma Malzemede oluşan yoğuşma (buharın su haline dönüşmesi) malzeme yüzeyinde terleme ve bünyesinde gizli yoğuşma (kondansasyon) şeklinde kendini gösterir. Yapı fiziği açısından bu olay sıcaklık ve nemin yoğun olduğu bölgelerde gerekli önlemler alınmadığı takdirde önemli sorunlar yaratabilir. 38

39 Buhar Geçirimliliği ve yoğuşma 39

40 Buhar Geçirimliliği ve yoğuşma WARM AIR HOLDS MORE WATER VAPOR THAN COLD AIR. 40

42 Buhar Geçirimliliği ve yoğuşma ÇİĞ NOKTASI SICAKLIĞI ÖLÇÜM CİHAZI Nemli bir iklimde yaşayanlar, yazın sabahları uyandıklarında çimenlerin ıslak olduğunu görürler. Gece yağmur yağmamasına rağmen çimenlerin ıslak oluşu havada nemin soğuk yüzeyler üzerinde yoğuşması ve çiğ adı verilen su örtüsünü oluşturmasıdır. Yaz mevsiminde gündüzleri büyük miktarda buharlaşma olur. Akşamları sıcaklık düşerken, havanın nem tutma kapasitesi, başka bir değişle içerisinde bulundurabileceği en çok su buharı miktarı da azalır. Bir süre sonra havanın nem tutma kapasitesi, havadaki su buharına eşit olur. Bu noktada hava doymuş haldedir ve bağıl nemi %100 dür. Sıcaklığın biraz daha düşmesiyle su buharının bir bölümü yoğuşur ve çiğ oluşumu başlar. 42

43 Buhar Geçirimliliği ve yoğuşma Depolar, endüstriyel binalarda Ofisler ve binalar, Fuar ve müzayede alanları, Müzeler ve kütüphaneler, Okullar, oteller, hastaneler, Meskenler 43

45 KILCALLIK, SU EMME, POROZİTE ÖRNEK-1: 10x20x20 cm. ayrıtlı homojen olduğu varsayılan bir doğal taş örneği üzerinde yapılan değişik deneylerde şu sonuçlar elde edilmiştir. 1- Doğal taşın havada kuru ağırlığı 9225 g dır 2-10x20 cm lik yüzeyi suya değecek şekilde yapılan kılcallık deneyinde, taş, su ile temasa geçtikten 36 dakika sonra tartılınca 9311 g olmakta ve su taş içinde 5 cm yükselmektedir. 3- Kılcallık deneyine su, taşın üst yüzüne gelene kadar devam edilmektedir. Bu duruma gelen taş suya batırılıp 48 saat su içinde tutulup tartılınca ağırlığı 9647 g olmuştur. Aynı su emmiş taş su içinde tartılınca 6166 g gelmektedir. 45

46 A-) Taşın kılcallık katsayısını bulunuz. B-) Kılcal boşlukların homojen dağıldığı varsayımıyla suyun, taşın üst yüzeyine ne kadar zamanda ulaştığını bulunuz. C-) Taşın açık boşluk oranını D-) Taşın porozitesini E-) Taşın kapalı boşluk oranını bulunuz. 46

47 AÇIK BOŞLUK - GEÇİRİMLİLİK İLİŞKİSİ ÖRNEK-2: Aşağıda özellikleri yazılı olan A ve B taşlarının açık ve kapalı boşluk miktarlarını, kılcal boşluk oranını bulunuz. Hangi taşın daha geçirimli olduğunu saptayınız. KURU AĞIRLIK (g) KILCAL YOL İLE EMİLEN SU (g) TOPLAM SU EMME (g) B.H.A. (g/cm 3 ) YOĞUNLUK (g/cm 3 ) A B ,5 2, ,3 2,85 47

48 AÇIK BOŞLUK ORANI ÖRNEK-3: Aynı taştan yapılmış biri 7 cm diğeri 10 cm ayrıtlı küp şeklindeki iki örnek hazırlanıyor. İlk örnek su emme deneyi sonucunda 5 gr., ikinci örnek ise 13 gr. su emmektedir. Bu taşın açık boşluk oranını bulunuz. -Taş homojendir. -Su taş içine sabit bir e kalınlığında girebilmektedir. e d e d 48

49 Termik Genleşme FİZİKSEL Malzeme molekülleri ufak genlikli titreşim hareketi yaparlar. Sıcaklık derecesinin artmasıyla, malzemedeki atomlar denge konumları etrafında daha hızlı titreşimler yaptıkları için atomlar arası uzaklık artmaktadır. Bu da cismin boyutlarının daha büyük değerler almasına yol açar. Soğuma ile tersi gerçekleşir. 49

50 Termik Genleşme FİZİKSEL Genel olarak metallerin termik genleşme katsayısı seramiklere göre yüksektir. Ancak çelik ve betonun katsayıları yakındır. 50

51 Termik Genleşme Sıcaklığın 1 o C artması ile cismin birim boyutunda oluşan artış, termik genleşme katsayısıdır. Termik genleşme katsayısı olan, L1 boyunda bir cisim t1 o C 'den t2 o C' ye kadar ısıtılırsa, bulunacak uzama olur. FİZİKSEL L L t t

52 CİSİM DOĞAL TAŞ : Mermer Sert Gre Granit BETON : C 18 C 14 Sıva (Kireç + Çimento) Tuğla,Kiremit Cam METALLER : Çelik Alüminyum Kurşun Bakır Çinko ORGANİK MALZEME: Ahşap (Liflere paralel) (Liflere dik) α x

53 Termik genleşme Isı artışı yapılarda iç gerilme oluşturabilir: L L 1 E ( t t1) E 2 53

54 Termik genleşme FİZİKSEL 54

59 Termik genleşme 59

60 Termik genleşme Kahramanmaraş'ın Pazarcık ilçesinde sıcaklar nedeniyle raylar genleşti. Genleşen raylar kazaya da neden oldu. Ağustos

63 Termik genleşme FİZİKSEL Gün içindeki sıcaklık değişimi ile Eyfel Kulesinde yaklaşık 20 cm'lik uzama kısalma meydana gelmektedir. 63

64 ÖRNEKLER ÖRNEK: 2 Çelik F cm, Ç E 2,110 Ç Ç kg / cm 2 4 Alüminyum 5 cm F cm, 23,3610 A E 0,710 A 2 6 A kg / cm 6 2 Şekilde görülen yapı elemanı 60 0 C lik sıcaklık farkına dayanabilir mi? (T A =1400 kg/cm 2, R B =700 kg/cm 2 ) 64

65 Termik iletkenlik FİZİKSEL Malzemeler arasındaki ısısal geçirimlilik, malzemelerin bulunduğu ortamlara göre; kondüksiyon, konveksiyon ve ışınım (radyasyon) olmak üzere üç farklı şekilde oluşur. 65

66 Termik iletkenlik FİZİKSEL Kondüksiyon (ısı iletimi), bir malzemenin bünyesinde veya bağlantılı bulunduğu farklı sıcaklıktaki bir malzeme ile moleküler yapıdaki kinetik enerji iletişimidir. Özellikle katı cisimlerde veya hareketsiz sıvı veya gaz akışkanlarda görülür. 66

67 Termik iletkenlik FİZİKSEL Konveksiyon (ısı taşınımı), ısı enerjisinin sıvı ve gaz gibi akışkanlardaki geçiş şeklidir. Bu olay sonucunda, yüksek seviyeden düşük seviyeye enerji taşınacağından yüksek enerji seviyeli cismin enerjisi azalacak ve soğuyacaktır. 67

68 Termik iletkenlik FİZİKSEL Işınım (radyasyon), ısı enerjisinin, radyasyon yolu ile, herhangi bir ara taşıyıcıya gerek olmaksızın, elektromanyetik dalgalar şeklinde oluşan ve malzemeye geçiş sağlayan bir ısısal iletim şeklidir. UV (morötesi) Görünür Işık IR (kızılötesi) 68

69 Termik iletkenlik FİZİKSEL 69

72 Termik iletkenlik FİZİKSEL Bir metre kalınlığındaki cismin iki tarafındaki sıcaklık farkı 1 o C iken, 1 m 2 alandan 1 saatte kilo kalori cinsinden geçen ısı miktarı, cismin yapıldığı malzemenin ısı iletkenlik katsayısıdır (veya termik iletkenlik katsayısı). Bu tanım aşağıdaki şekilde formüle edilebilir: X o C Q (1saat) 1m 1m 2 (X+1) o C Q ( t t ) F 2 1 e 72

73 Termik iletkenlik k.kalori/saat FİZİKSEL k.kalori/m.saat. o C Q ( t t ) F 2 1 e m o C Burada - Q ısı akım miktarı (kilokalori/saat), - e cismin kalınlığı (m), -(t 2 -t 1 ) sıcaklık farkı ( o C), - F malzeme alanı (m 2 ) olup; - λ termik iletkenlik katsayısı (kilokalori / m.saat.derece) m 2 73

74 Kaplama İçsıva Tuğla duvar Dış sıva t iç İç yüzey Dış yüzey t i t 1 t 2 t 3 t 4 t d t dış e 1 e 2 e 3 e 4

75 Termik iletkenlik FİZİKSEL İçerideki havada 1 o C lik sıcaklık farkında, 1 m 2 alandan 1 saatte geçen ısı miktarı 8 k.kalori ve cisimdeki ısının dış havaya akması halinde ise bu ısı miktarı 15 k.kalori olarak saptanmıştır.

76 Termik iletkenlik FİZİKSEL Farklı tabakalardan oluşan bir sistemde (Şekil 10.5) sıcaklıklar içten dışa doğru t i, t 1, t 2, t 3 ve t d olsun. Isı akımı bakımından bir rejim oluştuktan sonra her tabakanın 1 m 2 lik alanından geçen ısı miktarlarının birbirine eşit olması gerekir. 76

77 i t d t t t e t t e t t e t t /15 / / / 8 1/ d i t t e t t e t t e t t t t Bu eşitlik şu şekilde yazılabilir : Bu denklemleri toplamakla elde edilen değer 1 m2 alandan geçen toplam ısı miktarıdır e e t t t t t t Q i d i FİZİKSEL KSEL ÖZELL ZELLİKLER KLER

78 Termik iletkenlik FİZİKSEL Paydadaki toplam, termik mukavemet r olarak adlandırılır, ve toplam ısı miktarı için Q t i t d r bağıntısı yazılabilir. Termik mukavemet r, ne kadar büyükse duvarın ısı kaybı o kadar az olur. Tersi (1/r) ise duvarın toplam termik iletkenlik katsayısı olur.

79 CİSİM DOĞAL TAŞ : Mermer Sert Gre Granit Arduvaz BETON : C 18 C 14 Hafif Beton Sıva (Kireç + Çimento) Tuğla,Kiremit Cam METALLER : Çelik Alüminyum Kurşun Bakır Çinko ORGANİK MALZEME: Ahşap (Liflere paralel) (Liflere dik) Mantar XPS EPS λ (k.kalori/m.saat. o C)

80 80

81 81

82 ÖRNEKLER ÖRNEK: Bir bölgenin kış aylarında ortalama sıcaklığı -5 o C dir. Dış duvar, aralarında 5 cm hava boşluğu ile 2 sıra tuğladan yapılacaktır. Tuğla duvarların iç ve dış yüzeylerinde 2 şer cm sıva tabakası vardır. Tuğla duvar kalınlığı hangi değerden büyük olmalıdır ki söz konusu duvarın 1 m 2 sinden 1 saatte kaybolan ısı miktarı 32,5 cal yi aşması. (Oda sıcaklığının 20 o C olması istenmektedir.) e ( tuğla 0,80, sıva 1,00, Hava(5 cm)= 0,20) 82

83 Termik iletkenlik Yapılarda ısı farklılıkları termal kameralarla görüntülenebilir. 83

84 Termik iletkenlik Yoğun beton kolon kiriş ve döşeme bölgelerinden ısı kaybı (ısı köprüsü) 84

85 Termik iletkenlik 85

86 Termik iletkenlik Isı köprüsü iç mekanda yoğuşma riskini de arttırır. 86

87 87

88 Termik iletkenlik TS 825'te verilen termik iletkenlik katsayıları dikkate alındığında eşdeğer termik mukavemet için kalınlık kıyaslaması 88

89 Çatı ve pencere yalıtımı ayrı bölümlerdedir. 89

90 TS825'in amacı ve kapsamı Ülkemizdeki binaların ısıtılmasında kullanılan enerji miktarlarını sınırlayarak enerji tasarrufu sağlamak Esas ve yeter şartı, bir yapıda bir yıl içinde harcanan ısıtma enerjisinin (Q yıl) standardın sınırladığı değerleri asmamasıdır. 90

91 TS825'in amacı ve kapsamı TS 825'de yıllık ısıtma enerjisi miktarı, yapının ısı kaybeden alanları toplamı (A top ), ısıtılan brüt hacmi (V brüt ) ve bulunduğu derece-gün bölgesine göre hesaplanır. Aşağıda derece-gün bölgeleri için TS 825' te yer alan ısı geçirgenlik katsayıları (U) verilmiştir. 91

92 Derece-gün Bölgesi : İl ve ilçelerin coğrafi konumuna ve iklim şartlarına göre 4 farklı derece-gün bölgesi sınıflandırılmıştır. Her derece gün bölgesinde hesaplamalarda kullanılan aylık sıcaklık ortalamaları ve güneş enerjisi ısıtma şiddetleri için değerler verilmiştir. 92

93 Isı Kaybı Hesap Metodu 1. Isıtılacak hacmi dış ortamdan ayıran sınırlar belirlenir, bunlar; Duvar Tavan Taban Pencere ve kapılar 93

94 TS 825 ile binada ısı köprüsü olabilecek kolon, kiris, hatıl, lento gibi elemanların mutlaka yalıtılması şartı getirilmiştir. 94

95 Isı Kaybı Hesap Metodu 2. Bu sınırları oluşturan yapı bileşenlerinin alanları, kalınlıkları ve bu yapı bileşenlerinde kullanılan malzeme tabakalarının kalınlıkları ve ısı iletim katsayıları belirlenir. 3. Binanın ısı kaybeden yüzeylerinin toplam alanı hesaplanır. 4. Isı kaybeden yüzeylerinin oluşturduğu brüt hacim hesaplanır. 95

96 Isı Kaybı Hesap Metodu 5. Yapı bileşenlerinin ısı geçiş katsayıları hesaplanır ve iç sıcaklık 19 o C olmak üzere dış sıcaklıklar ise aylara göre TS 825 den alınarak, binadan iletim yoluyla kaybolan ısı miktarı hesaplanır. 6. Havalandırma yoluyla kaybolan ısı miktarı hesaplanır. 7. İç ısı kazançları hesaplanır. 96

97 Isı Kaybı Hesap Metodu 8. Pencerelerden olan güneş enerjisi kazançları hesaplanır. 9. Toplam kayıplardan toplam kazanclar cıkarılarak binanın bir yılda harcayacağı ısı miktarı (Qyıl) hesaplanır. 10. Hesaplanan birim ısı kaybının (Q), binanın Atop/Vbrut oranına gore TS 825 de belirlenen sınır değerinin altında olup olunmadığına bakılır. 97

98 Bina bir bodrum katı, bir zemin kat 3 tane de normal kat olmak üzere 5 katlıdır. Binada her katta 4 tane olmak üzere toplam 16 daire vardır. Binanın bulunduğu yer İstanbul'dur. 20 cm lik gazbeton üzerine dış yüzeyde 4 cm ısı yalıtım malzemesi uygulanmıştır. Beton yüzeylerde (perde duvarlar) dıştan 4 cm kalınlığında ısı yalıtım malzemesi uygulanmıştır. Tabanda 6 cm ve çatıda 12 cm kalınlığında ısı yalıtım tabakası uygulanmıştır. Pencereler; 12 mm aralıklı çift camlı PVC penceredir. Bina konut amaçlı olarak kullanılmaktadır, binada mekanik havalandırma tesisatı yoktur. Binanın taban alanı ve çatı alanı 312,2 m 2 olarak hesaplanmıştır. Her dairenin brüt alanı 78 m 2 dir 98

99 Yükseklik = 11,16 m Toplam Taban Alanı = 312,2 m 2 Toplam Çatı Alanı = 312,2 m 2 Binanın her yöndeki toplam pencere alanları: Doğu = 33 m 2 Batı = 33 m 2 Kuzey = 28,62 m 2 Güney = 28,21 m 2 Kat yüksekliği = 2,8 m Binadaki toplam pencere alanı = 122,835 m 2 Binanın toplam dış duvar alanı (kolon ve kirişler dahil) = 1005 m 2 Betonarme kolon ve kiriş alanları = 574 m 2 Dolgu duvarların toplam alanı = 420,05 m 2 Binanın brüt hacmi (Binanın ısı kaybeden yüzeylerinin oluşturduğu hacim) = 3531 m 3 99

100 100

101 101

102 102

103 103

104 ENERJİ KİMLİK BELGESİ, Asgari olarak binanın enerji ihtiyacı ve enerji tüketim sınıflandırması, yalıtım özellikleri ve ısıtma ve/veya soğutma sistemlerinin verimi ile ilgili bilgileri içeren belgedir. Ocak 2011'den itibaren, yapılacak yeni binalar için Enerji Kimlik Belgesi hazırlanması zorunlu hale gelecektir. Mevcut binalar ise 2017 yılına kadar Enerji Kimlik Belgesi almak zorundadır. 104

105 Akustik Özellikler İnsanların yaşadığı yapılarda akustik yönünden konfor sağlamak için malzeme ve yapı düzeni ile ilgili iki önemli etken vardır; bunlardan birisi sesin yansıması veya yankı, diğeri de ses iletimi veya bunun tersi ses yalıtımıdır. 105

106 Akustik Özellikler Ses bir dalga hareketi ile yayılır ve yayılma sırasında birim alana gelen ses enerjisinin değerine ses şiddeti (L) denir ve desibel (dβ) büyüklüğü ile gösterilir. Saniyedeki tekrar sayısı da ses tonunu ve frekansını oluşturur. Aşağıdaki bağıntı ile ses şiddeti hesaplanabilir. L 10 log E E 0 L = ses şiddeti (dβ) E = birim alana gelen ses enerjisi Eo = işitilebilen en zayıf ses enerjisi = WATT/cm 2 dir.

107 Ses şiddeti ve frekansı Hava kompresörü gürültüsü 107

108 Ses şiddeti ve frekansı Aynı şiddette farklı frekansta (ortalama) sesler çok farklı duyulabilir. 108

109 gündüz gece 109

110 İnsan kulağının algılayabileceği ses 20 Hz ile 20,000 Hz arasındadır. Yaşla ve geçmişte maruz kalınan yüksek ses ile bu aralık daralır. Bu aralıkta kulak 1,000 ile 5,000 Hz aralığındaki sese, özellikle 4,000 Hz civarına duyarlıdır. 110

111 Akustik Özellikler Bir mekanda ses konforu açısından, ses kaynağı kesilince sesin iç yüzeylerce yutulup çabuk sönmesi gerekir. Aksi takdirde bina içinde yankı oluşur ve işitme şartlarını bozar. Tersine ses tamamen yüzeylerce emilirse bu sefer de ses duyulmaz. Ses kaynağı kesildikten sonra, ses şiddetinin başlangıçtaki değerinin milyonda birine inmesi için geçen süreye reverberasyon süresi denir. 111

112 Sesin yansıması ile ilgili önlemler Eğer bir odada iç yüzeylerin ses emme kabiliyeti çok fazla ise, reverberasyon süresi çok küçüktür. Bu takdirde gücü belirli bir kaynak, mesela bir sözcü tarafından çıkartılmış sesin şiddeti çok çabuk söneceğinden odadakilerin sesi duymaları çok zor olur. Bunun tersine eğer bir odada iç yüzlerin ses emme kabiliyeti çok az ise, reverberasyon süresi uzundur, ve sözcünün çıkardığı seslerden daha biri sönmeden, diğeri yetişeceği için, sözler karışarak anlaşılmaz bir hal alır. 112

113 Sesin yansıması ile ilgili önlemler Kutu şekilli bir odanın, doğal seslerin elde edilebildiği bir kayıt stüdyosuna dönüştürülebilmesi oda akustiğinin kontrol altına alınabilmesi ile mümkündür. Stüdyo içinde köşelere yerleştirilen bas tutucular ortamdaki bas seslerin kontrol edilebilmesini, duvarlar üzerine uygulanan akustik düzenleyiciler yansıma ve uğultuların engellenmesini sağlar ve daha doğal bir kayıt ortamı elde edilir. Konferans salonları Best FM Scene Bar (Crystal) 113

114 Sesin yansıması ile ilgili önlemler Akustik Sünger 35 mm (Profil kesitli) Akustik Sünger 60 mm (Piramit kesitli) Akustik Yanmaz Sünger 25 mm (Düz kesitli) 114

115 Sesin yansıması ile ilgili önlemler Ses ölçüm odaları 115

116 Akustik düzenleme: Sesin yutulması ile ilgili önlemler Herhangi bir E şiddetindeki ses dalgası havada ilerleyip malzeme yüzeyine çarpınca, bu sesin α kadar bir kısmı malzeme tarafından yutulur. Bir kısmı mekan içine yansır, diğer bir kısmı ise malzemenin diğer yüzeyine geçer. MALZEME : Beton Sıva Cam Tuğla Çelik Ahşap Halı Cam Yünü Mantar Hava Boşluğu (çift cam arası) İnsan α

117 Sesin Malzeme İçinde İletilmesi (diğer tarafa iletilmezse ses yalıtımı sağlanmış olur.) Ses dalgası havada ilerlerken bir malzeme yüzeyine çarptığı zaman, bir miktarı emilir, bir miktarı yansır, bir miktarı da malzemenin öbür yüzündeki havaya iletilir. İletilen ses enerjisi, girene kıyasla daha az olacağı için sesin bir kısmı malzeme tarafından söndürülmüş olur. Gelen ses enerjisinin, iletilme oranına malzemenin ses söndürme katsayısı (D) denir. D 10 log E giren E iletilen

118 Ses yalıtımı iki tür kaynak için ayrı ayrı tasarlanmalıdır: - 1. Havada oluşan seslerin yalıtımı (odada çalan müzik, konuşma, motor sesi ) 118

119 Ses yalıtımı iki tür kaynak için ayrı ayrı tasarlanmalıdır: - 2. Darbe kaynaklı titreşim nedeniyle oluşan ses (yürüme, koşma sesi, delme, kesme, mobilya taşıma, yüzeye ankre makine titreşimi ) 119

120 120

121 İyi bir ses yalıtımı için in (1) Sesin söndürülmesi yapı malzemelerinin ağırlığına bağlıdır. Ağır malzemeler Tablo da görülebileceği gibi daha fazla ses söndürürler. Ses Söndürme Katsayıları Malzeme Ağırlığı (kg/m 2 ) D (dβ) Diğer açılardan gerek olmasa bile ses izolasyonu açısından dolu duvarlar 19 cm (1 tuğla), betonarme döşemeler 10 cm den az kalınlıkta yapılmamalıdır.

122 İyi bir ses yalıtımı için in (2) Tabakalı malzeme kullan: 122

123 İyi bir ses yalıtımı için in (3) Tabakayı monolitik uygula (ses yalıtımında küçük bir delik 50 db'lik yalıtım potansiyelini 20 db'e kadar iner. 123

124 Titreşim im kaynaklı ses yalıtımı (a) Yumuşak zemin kaplaması kullanmak (halı, vinil veya kauçuk kaplamalar) (b) Asma tavan kullanımı (c) Elastik anti-titreşim malzemeleri ile titreşim elemanını zeminden izole etmek (d) Yüzdürme döşeme kullanmak 124